Основные представления электронной теории металлов. Постоянный ток в проводнике - Поурочные разработки к учебнику В. А. Касьянова - Физика - Поурочные планы к учебникам Мякишева Г. Я. и Касьянова В. А. 11 класс - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока

Цель: рассмотреть классическую электронную теорию.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение изученного материала

- Что называется электрическим током?

- Какие направления тока принимают за положительные?

- Какое условие необходимо для существования электрического поля?

- Что называется силой тока?

- Какая формула выражает смысл этого понятия?

- В каких единицах измеряется сила тока?

III. Изучение нового материала

Электрический ток может проходить через различные вещества: металлы, растворы и расплавы электролитов, при особых условиях в газах.

Для того чтобы возник электрический ток необходимо, чтобы имелись заряженные частицы, способные перемещаться под действием электрического поля. Такими частицами могут быть электроны и ионы.

При прохождении электрического тока через металлические проводники, электрический ток не вызывает никаких изменений в проводнике, кроме нагревания.

Это было подтверждено опытом Э. Рикке (1901 г.). В его опыте электрический ток пропускался в течение года через три прижатых друг к другу, хорошо отшлифованных цилиндра - медный, алюминиевый, медный. Заряд, который прошел за это время, очень велик (3,5 * 10⁶ Кл). После окончания было установлено, массы цилиндров не изменились, имелись незначительные следы взаимного проникновения металлов, которые не превышали результатов обычной диффузии. Следовательно, свободными зарядами в металлах являются электроны.

Прямое доказательство справедливости этого предположения было получено в опытах, поставленных в 1913 г. русскими физиками Л. И. Мандельштамом и Н. Д. Папалески ив 1916 г. англичанами Р. Толченом и Т. Стюартом.

Электроны в металлах находятся в непрерывном движении. У большинства металлов каждый атом ионизирован. Поэтому

Скорость упорядоченного движения электронов мала. Она в сотни миллионов раз меньше средней скорости теплового движения электронов. Почему же лампа включается почти мгновенно? С огромной скоростью распространяется электрическое поле 300 000 м/с.

Основные представления классической электронной теории металлов сводятся к следующим положениям:

1. Металлы имеют кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительные ионы.

2. Между узлами кристаллической решетки движутся свободные электроны. Движение происходит по законам классической механики.

3. Из-за многочисленных столкновений движение свободных электронов носит частный характер.

4. При наличии электрического поля к хаотическому движению накладывается дрейф электронов.

5. Внешнее поле не влияет на концентрацию носителей тока и среднее время их свободного пробега.

IV. Закрепление изученного материала

- Перечислите вещества, являющиеся хорошими проводниками электрического тока.

- Перечислите необходимые условия для существования электрического тока в металлах.

- Что называют электрическим током в металлах?

- Какой эксперимент подтвердил существование в металлах свободных электронов?

- По какой формуле определяется сила тока в проводнике?

V. Подведение итогов урока

Домашнее задание

п. 1, 2.

Повторить записи в тетради.