24. Лазер школьного типа, его применение при изучении курса физики средней школы.

Лазер является эффективным источником света. Все органы управления лазером расположены на его задней стенке: тумблер включения сети, сигнальная лампочка, предохранитель, клемма для заземления, отверстие для юстировки зеркала. Лазер используют для демонстрации свойств лазерного луча, для опытов по геометрической и волновой оптике, и для изучения его внутреннего устройства.

25. Нма «физика канденсиров-го состояния»

В программу общеобразовательной средней школы включены вопросы о скорости упорядоченного движения электронов, зависи­мости сопротивления от температуры и вопрос о сверхпроводимости. При знакомстве школьников с классической электронной теорией следует осветить следующие моменты: 1) когда и зачем создана теория; 2) основные положения и модельные представления теории; 3) опытное обоснование теории; 4) применение классической электронной теории (какие явления и факты объясняются данной теорией?); 5) трудности классической электронной теории и причины их возникновения; 6) значение классической электронной теории.

Электронная теория объясняет различные свойства вещества существованием и движением электронов в нем. По классическим представлениям в металле есть ионная решетка и свободный «электронный газ».

Особенности и закономерности прохождения электрического тока через различного рода твердые, жидкие и газообразные вещества, вопросы практического использования электрического тока изучают в старших классах. При этом рассматривают различные виды проводимости, т. е. электрический ток в металлах, полупроводниках, вакууме, газах, растворах и расплавах электролитов. Наиболее подробно изучают электрический ток в металлах и электролитах, здесь дают количественные зависимости, решают задачи.

Программа общеобразовательной средней школы предлагает следующую последовательность: электрический ток в металлах, электрический ток в полупроводниках, ток в вакууме, в электро­литах и газах. Здесь изучение полупроводников идет после изуче­ния проводимости металлов, что подчеркивает важность полупроводников в современной технике.

При рассмотрении всего этого материала «работает» классическая электронная теория; при выяснении механизма проводимости большое внимание уделяют установлению причинно-следственных связей; дальнейшее развитие здесь находят модельные представления: модель электролита, модель полупроводника и т. п.

Раскрытие механизма проводимости связано со специфическими трудностями - нет возможности показать ни самих носителей зарядов, ни их движения (за исключением движения ионов в растворе электролита). Учет современных психолого-педагогических концепций о со­здании общей ориентировки, систематизации и обобщении знаний обусловливает необходимость рассмотрения проводимости различных сред по единому плану: 1) выяснить природу носителей заряда, особенности их движения; 2) ввести вольт-амперные характеристики; 3) объяснить закономерности, которым подчиняется ток в данной среде; 4) отметить явления, сопровождающие прохождение тока в данной среде; 5) показать практическое применение тока в данной среде, устройство и принцип действия различных приборов.

При изучении электрического тока в растворах электролитов главное внимание уделяют изучению закона Фарадея, выводу формулы для определения заряда одновалентного иона. Этот материал тесно связан с курсом химии. Кроме того, к моменту изучения проводимости растворов электролитов учащиеся уже знакомы с электронной теорией и могут использовать ее для объяснения явлений. Поэтому предлагается сразу же ввести объединенный закон Фарадея.

При изучении электропроводности полупроводников показывают достижения современной науки в области познания и исполь­зования полупроводниковых материалов. Ее изучение целесообразно начать с демонстрации характерных свойств полупроводников. А затем уже на основе введенного в химии понятия ковалентной и парно-электронной связи выяснить механизм проводимости полупроводников и объяснить их свойства.

При объяснении проводимости особое внимание следует уделить новым понятиям: «дырка», «дырочная проводимость», сообщив учащимся, что дырка - избыточный положительный заряд, возникающий за счет того, что связанный электрон перешел в свободное состояние или к другому атому, дырочная проводимость - способ описания механизма проводимости, осуществляе­мой движением связанных электронов между соседними атомами.

25.Зависимость сопротивления полупроводника от освещенности.

Для проведения опыта соберите установку, подобную установке для изучения зависимости сопротивления полупроводника от температуры, заменив лишь терморезистор фоторезистором из набора (если ток в цепи окажется слишком малым, то увеличьте напряжение до 4-6В). Изменяя освещенность фоторезистора, наблюдайте, как будет меняться ток в цепи.

Проверьте, как влияет величина приложенного напряжения на работу фоторезистора.

Ззависимость сопротивления полупроводников от температуры.

Терморезистор (при снятом проволочном нагревателе) включите в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока напряжения 2-4 В, демонстрационным амперметром (включенным в качестве гальванометра) и однополюсным рубильником.

Замкните цепь. Нагревайте терморезистор (поместив его в стакан с горячей водой) и пронаблюдайте за отклонением стрелки гальванометра. Прекратите нагревание и пронаблюдайте обратный процесс: изменение показаний прибора при охлаждении терморезистора. Вывод: В полупроводниках при повышении тем-ры происходит изменение концентрации носителей тока и интенсивности их рассеивания на ионах и атамах кристаллической решетки. Вследствие чего при возрастании тем-ры сопротивдение полупроводника уменьшается.