Экзаменационные вопросы по физике за курс 10 класса

Печать
(77 голосов)
Оглавление
Экзаменационные вопросы по физике за курс 10 класса
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Страница 5
Страница 6
Страница 7
Страница 8
Страница 9
Страница 10
Страница 11
Страница 12
Страница 13
Страница 14
Страница 15
Страница 16
Страница 17
Страница 18
Страница 19
Страница 20
Страница 21
Страница 22
Самостоятельный разряд - разряд, возникающий как следствие ударной ионизации.

В результате столкновения электрона с атомом образуется еще один электрон и положительный ион. Новые электроны, в свою очередь, ионизируют новые атомы. Вследствие чего число заряженных частиц быстро возрастает. Описанный процесс имеет сходство со снежной лавиной, поэтому получил название электронной лавины или ударной ионизации.

Виды самостоятельных разрядов

1) Искровой разряд

При большой напряженности поля (~ 3*106 В/м) между электродами в воздухе при атмосферном давлении возникает электрическая искра, имеющая вид ярко святящегося извилистого канала ионизированного газа (стриммера), соединяющего оба электрода. Вследствие нагревания давление газа в стримерах повышается, а, расширяясь, газ излучает звуковые волны, из-за чего мы и слышим характерный треск. После пробоя разрядного промежутка напряжение на электродах сильно падает, т. к. в этот момент сильно возрастает проводимость газа вследствие его ионизации. Затем напряжение снова повышается. Описанная форма газового разряда носит название искрового разряда или искрового пробоя.

В технике используется для зажигания горючих смесей в двигателях внутреннего сгорания.

2) Коронный разряд

Коронный разряд, электрический разряд в газе, возникающий обычно при давлении не ниже атмосферного, если электрическое поле между электродами (в виде острей, тонких проводов) неоднородно. Плотность заряда не поверхности тем больше, чем больше его кривизна. На острие плотность заряда максимальна. Поэтому возле острия возникает сильное электрическое поле (~ 3*106 В/м). По мере удаления от поверхности проводника напряженность быстро убывает, поэтому ионизация и свечение газа в коронном разряде происходят только в ограниченной области вблизи электродов (коронирующий слой).

Учитывать коронный разряд следует на линиях высокого напряжения, где он может образовываться между проводниками электропередач, что приводит к значительным потерям энергии.

3) Электрическая дуга

Электрический разряд в газе в виде яркосветящегося плазменного шнура. Один из электродов дуги является анодом, другой - катодом. Между электродами находится столб раскаленного газа, хорошо проводящего электричество. На положительном электроде дуги под влиянием бомбардировки электронами образуется - положительный кратер. Он нагревается до высокой температуры (40000 С). Таким образом, температура повышается настолько, что начинается термоэлектронная эмиссия (термическая ионизация газа, вследствие соударений молекул с ионами и электронами, укоряемым полем). Вследствие этого между электродами образуется самостоятельный разряд. Ток при этом равен нескольким амперам, а разность потенциалов ~ 50 В.

Применяется для плавки и сварки металлов, для освещения (прожекторы, проекционные киноаппараты, маяки) или в качестве источника теплоты в металлургических электропечах.

4) Тлеющий разряд

Электроны могут приобрести энергию, необходимую для ионизации, ещё и за счёт увеличения длины пробега, что можно достигнуть путём разжижения газа. Если уменьшить давление (100 мм рт. ст.), то между электродами появляется разряд в виде светящейся змейки. При дальнейшей откачке воздуха светящаяся змейка будет расширяться, и свечение постепенно заполнит всю трубку. Положительные ионы, образующиеся в результате ионизации электронными ударами, движутся к катоду. Ударяясь о катод, быстрые положительные ионы выбивают из него электроны. Именно за счёт этого процесса (вторичной электронной эмиссии на катоде) будет поддерживаться постоянный разряд.

Используется в лампах дневного света, газовых лазерах.

24) Электрический ток в вакууме. Электронная эмиссия. Двухэлектродная лампа - диод. Вольт-амперная характеристика вакуумного диода. Вакуумный триод. Электронно-лучевая трубка.

Когда говорят об электрическом токе в вакууме, то имеют в виду такую степень разжижения газа, при которой можно пренебречь соударениями между молекулами. Такой разреженный газ является изолятором, т. к. в нем почти нет заряженных частиц. Ток в вакууме будет существовать, если ввести в сосуд свободные носители заряда.

Рассмотрим механизм получения электрического тока в вакууме:

Обеспечить проводимость межэлектродного промежутка в вакууме возможно при помощи термоэлектронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия - испускание электронов с поверхности достаточно нагретого металла. Она возникает, когда часть электронов металла (электрода) приобретает в результате внешних воздействий энергию, достаточную для преодоления связи с металлом.

Электрический ток в вакууме представляет собой направленный поток электронов.

Хотя электроны движутся в вакууме, почти ни с чем не сталкиваясь, на них действует сила сопротивления со стороны поля, созданного самим электрическим газом.

Если изменить полярность источника тока, то тока в цепи не будет, несмотря на то, что один из электродов будет посылать в вакуум заряженные частицы. Рассмотренный пример является примером односторонней проводимости.

Диод - двухэлектродное вакуумное устройство, в котором используется односторонняя проводимость. К примеру, устройство, применяемое для выпрямления токов промышленной частоты, - кенотрон - также является диодом.

Вольт-амперная характеристика диода

При вылете электронов из разогретого катода он заряжается положительно => электроны группируются возле него в виде электронного облака. В равновесном состоянии число электронов, покинувших катод за некоторое время, равно числу электронов, возвратившихся на него за то же время. Чем температура металла выше, тем больше плотность электронного облака.

Если к электродам диода приложить напряжение, называемое анодным напряжением. При этом будет создано электрическое поле между электродами => электроны начнут перемещаться от катода к аноду, образуя анодный ток. Электронное облако начнет рассасываться. Из-за наличия электронного облака сила анодного тока I не пропорциональна анодному напряжению U.

При достаточно большом анодном напряжении все электроны, покинувшие катод, достигают анода, и при дальнейшем увеличении напряжения сила тока не изменится. Такой ток называется током насыщения. При повышении температуры ток насыщения возрастает.

Внесение дополнительной электрической сетки превращает диод в триод, что позволяет управлять анодным током, изменяя напряжение между сеткой и катодом. В случае, если сетке сообщен положительный относительно катода заряд, то она создает такое электрическое поле, линии напряженности которого сонаправлены с линями напряженности основного поля. Это дополнительное поле способствует рассасыванию электронного облака и увеличивает силу анодного тока. Можно сетке сообщить отрицательный заряд, и тогда результат будет противоположным. При определенном значении отрицательного потенциала сетки анодный ток может обратиться в <0>. В таком случае говорят <лампа заперта>.

Электронно-лучевая трубка - прибор для преобразования электрических сигналов, например, в видимые изображения, оптических изображений в электрические сигналы.

Электроны испускаются нагретым цилиндрическим катодом и проходят через отверстие в цилиндрическом управляющем электроде (аноде), который своим полем сжимает электронный пучок. После сфокусированный электронный пучок на пути к экрану проходит последовательно между двумя парами управляющих пластин (вертикально и горизонтально отклоняющих пар пластин). Одновременное использование двух пар пластин позволяет перемещать светящуюся точку по экрану в любом направлении.

Широкое применение электронно-лучевые трубки получили в дисплеях.

25) Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости. Зависимость проводимости полупроводников от температуры и освещенности. Свойства p-n-перехода. Полупроводниковые элементы (диод, транзистор, терморезистор, фоторезистор и другие) и их применение.

Полупроводники - вещества, электропроводность которых при комнатной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью проводников и диэлектриков.

Чтобы понять механизм возникновения проводимости в полупроводниках, необходимо знать их строение. Рассмотрим кристалл кремния (Si):

Каждый атом кремния имеет четыре валентных электрона, которые связаны с такими же электронами другого атома. Следует отметить, что общая пара электронов не принадлежит двум атомам: каждый электрон может двигаться от атома к атому. Все электрону принадлежат всему кристаллу.

При нагревании (освещении) кремния энергия валентных электронов увеличивается (за счет тепловых колебаний атомов решетки) настолько, что связи рвутся и электроны становятся свободными.

Образование свободного электрона влечет за собой появление свободного места - электронной дырки, в которой имеется положительный заряд. Перескакивая на место образовавшейся дырки, электрон, таким образом, создает вакантное место - новую дырку, которую может занять другой. Итак, благодаря перемещению электронов происходит и перемещение <дырок> по всему кристаллу.

Под действием внешнего электрического поля сводные носители зарядов двух типов: отрицательных электронов и положительных <дырок> - перемещаются упорядоченно между узлами решетки, образуя электрический ток в полупроводнике.

Такая проводимость называется собственной проводимостью.

Повысить проводимость полупроводников можно несколькими способами:

- нагревание;

- освещение;

- внесение примеси.



 
Обсуждение (0 комментариев)


Обсудить на форуме. (0 комментариев)

Комментарии  

 
0 # Василий 2013-05-20 00:52 в билете №20 Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость. Механизмы поляризации диэлектриков. Электреты и сегнетоэлектрик и. Пьезоэлектричес кий эффект.
В вычислениях оценки, судя по формуле, n(концентрация электронов)=6*10^28, а не 6*10^22? как получилось при оценки свободных электронов в алюминие выше. Пожалуйста объясните, в чём тут дело?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

« Темы для собеседований к переводному экзамену по физике в VII классах.