Цель: сформировать понятие термоэлектронной эмиссии; показать ее прак­тическое применение. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I. Организационный момент

II.   Повторение изученного

1. Почему чистая вода не проводит электричество?

2. Почему становится проводником при растворении соли?

3. Что называется электрохимическим эквивалентом?

4. Как можно определить заряд электрона?

III. Изучение нового материала

Укрепим две металлические пластины параллельно друг другу, соединим одну со стержнем, а вторую - с корпусом электрометра и сообщим им разноимен­ные заряды. Электрометр не заряжается. Через воздух между пластинами при небольших значениях напряжения электрический ток не проходит.

Эксперимент 2

Внесем в пространство между пластинами пламя спиртовки, и заряженный электрометр быстро зарядится.

Под воздействием пламени газ стал проводником электрического тока.

Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ называется несамостоятель­ным электрическим разрядом.

Повышение температуры газа делает его проводником электрического тока, т. к. нейтральные атомы или молекулы превращаются в ионы. Процесс отры­ва электрона от атома называется ионизацией атома. Процесс возникновения свободных электронов и положительных ионов в результате столкновения атомов и молекул газа при высокой температуре называют термической иони­зацией.

Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положи­тельных и отрицательных ионов практически одинаковы, называется плазмой.

Если два электрода поместить в герметичный сосуд и удалить из сосуда воз­дух, то ток в вакууме не возникнет. В вакууме нет заряженных частиц, они есть в электродах, но они не могут выйти в вакуум, т. к. их удерживают силы кулоновского притяжения друг к другу. Для освобождения электрона с поверхности твер­дого тела нужно совершить работу против сил электростатического притяжения.

Такая работа называется работой выхода. Т. А. Эдисон обнаружил, что ток может возникнуть, если один из находящихся электродов нагреть до высокой температуры. Явление испускания свободных электронов с поверхности нагре­того тела называется термоэлектронной эмиссией. Это явление объясняется тем, что при повышении температуры тела увеличивается кинетическая энергия не­которой части электронов в веществе. Если эта энергия превысит работу выхода, то он может преодолеть силы притяжения и выйти с поверхности тела в вакуум. На этом явлении основана работа электронных ламп.

Простейшей электронной лампой является диод. Он состоит из вакуумного баллона (стеклянного или керамического), двух электродов - анода и катода. Ка­тод - проволочная спираль с двумя выводами для подключения к источнику тока. Второй электрод - анод - металлический диск или цилиндр.

При подключении к источнику тока катод нагревается, и с его поверхности испускаются электроны. Если нет электрического поля, часть электронов дости­гает анода. Если поле электрическое есть между электродами, то в цепи течет ток.

Через диод ток может протекать только тогда, когда нить накала является като­дом. Поэтому он используется при превращении переменного тока в постоянный.

IV. Закрепление изученного

1. Можно создать электрический ток в вакууме?

2. Что препятствует выходу электронов с поверхности тела?

3. Что называется работой выхода?

4. Какими заряженными частицами может создаваться электрический ток в вакууме?

5. Как устроен вакуумный диод?

6. Для чего применяют вакуумный триод?

7. Как устроена электронно-лучевая трубка?

Домашнее задание

§  48-49. Упражнение  23