Ток в различных средахТок в различных средах

Учебный

материал

Черняева Е.В. Учитель Черняева Е.В. Учитель физики физики МКОУ ГО Заречный «СОШ МКОУ ГО Заречный «СОШ №6»№6»

СодержаниеСодержаниеТок в металлах

Ток в вакууме

Ток в газах ( плазме )

Ток в электролитах

Ток в полупроводниках

Ток в металлахТок в металлахИОНЫИОНЫ

ЭЛЕКТРОНЫЭЛЕКТРОНЫ

Наиболее убедительное доказательство электронной природы тока в металлах было получено в опытах с инерцией электронов. Идея таких опытов и первые качественные результаты принадлежат русским физикам Л. И. Мандельштаму и Н. Д. Папалекси в 1913 г.

В 1916 году американский физик Р. Толмен и шотландский физик Б. Стюарт усовершенствовали методику этих опытов и выполнили количественные измерения, неопровержимо доказавшие, что ток в металлических проводниках обусловлен движением электронов.

Процесс испускания электронов Процесс испускания электронов нагретыми металламинагретыми металлами

Ток в вакуумеТок в вакууме

Термоэлектронная эмиссияТермоэлектронная эмиссия

Ионы кристаллической решеткиИоны кристаллической решетки

Интенсивность Интенсивность термоэлектронной эмиссии термоэлектронной эмиссии зависит от площади, зависит от площади, температуры и вещества температуры и вещества катода.катода.

Условие для возникновения термоэлектронной Условие для возникновения термоэлектронной эмиссииэмиссии

Кинетическая энергия электронов должна быть Кинетическая энергия электронов должна быть больше энергии связи.больше энергии связи.

Ток в газах ( плазме )Ток в газах ( плазме )

Газы в обычных условиях диэлектрики, НОНО

При определённых условиях – проводникиПри определённых условиях – проводники.

ИонизацияИонизация

РекомбинацияРекомбинацияQQ

Частично или полностью Частично или полностью ионизированный газионизированный газ

ПлазмаПлазма

низкотемпературная низкотемпературная < < 1000 К1000 К < < высокотемпературная высокотемпературная

При температуре 20.000 – 30.000 К При температуре 20.000 – 30.000 К

любое вещество - любое вещество - плазмаплазма

Ионизация газовИонизация газов(получение плазмы)

Повышение температуры Повышение температуры веществавещества

Ультрафиолетовые лучи, Ультрафиолетовые лучи, рентгеновское излучение, рентгеновское излучение, αα – и – и ββ - - излученияизлучения

ββ – частица – частица

молекула газамолекула газа

ионион

электроныэлектроны

Самостоятельный и Самостоятельный и несамостоятельный разрядынесамостоятельный разряды

1 –1 – несамостоятельный несамостоятельный разрядразряд (первичная ионизация (первичная ионизация за счёт внешних воздействий)за счёт внешних воздействий)

2 – 2 – самостоятельный самостоятельный разряд разряд (вторичная или (вторичная или ударнаяударная ионизация за счет соударений ионизация за счет соударений

электронов с атомами)электронов с атомами)

Типы самостоятельных разрядовТипы самостоятельных разрядов

• ТлеющийТлеющий

• ДуговойДуговой

• КоронныйКоронный

• ИскровойИскровой

Ток в электролитахТок в электролитах ЭлектролитыЭлектролиты - жидкие проводники, в которых

подвижными носителями зарядов являются ионы.

++

--

++--

++

--

++

--

++

-- ++--

++

-- ++

--

Электролитическая диссоциацияЭлектролитическая диссоциация

CuCu++

SOSO

44

--

Протекание тока через электролитПротекание тока через электролит (всегда сопровождается переносом вещества)

ЭлектролизЭлектролиз

++

--

КатодКатод – отрицательный – отрицательный электродэлектрод

АнодАнод – положительный – положительный электродэлектрод

Анион Анион – отрицательный – отрицательный ион, оседающий на ион, оседающий на

анодеаноде

КатионКатион – – положительный ион, положительный ион,

оседающий на катодеоседающий на катоде

++

++ ++

--

--

----

Применение электролизаПрименение электролизаОчистка металлов от примесей

Гальванопластика

Гальваностегия

Электрометаллургия

Ток в полупроводникахТок в полупроводникахЧистые полупроводникиЧистые полупроводники Полупроводники Полупроводники n-n-типа типа ПолупроводникиПолупроводники p- p-типатипа

+

Чистые полупроводникиЧистые полупроводники

QQ

SiSi SiSi SiSi

SiSi SiSi SiSi

SiSi SiSi SiSi

электронно-дырочнаяэлектронно-дырочная проводимость

Собственная проводимостьСобственная проводимость

SiSi SiSi SiSi

SiSi ASAS SiSi

SiSi SiSi SiSi

Один атом примеси дает один Один атом примеси дает один свободный электрон. свободный электрон. Следовательно основные Следовательно основные носители тока – электроны.носители тока – электроны.

Такие полупроводники Такие полупроводники получили название получили название nn – типа – типа (( negative). negative).

Примесная (донорная )проводимостьПримесная (донорная )проводимость

Полупроводники Полупроводники n-n-типатипа

ПолупроводникиПолупроводники p- p-типатипа

SiSi SiSi SiSi

SiSi InIn SiSi

SiSi SiSi SiSi

На месте одной из ковалентных На месте одной из ковалентных связей образуется дырка, которой связей образуется дырка, которой приписывается положительный приписывается положительный заряд.заряд.

Такие полупроводники получили Такие полупроводники получили названиеназвание р – типа (р – типа (positive).positive).

Q

Примесная (акцепторная) проводимостьПримесная (акцепторная) проводимость

Применение полупроводниковПрименение полупроводников

Выводы