Физика 10 класс (Урок№33 - Электрический ток в полупроводниках.)

Физика 10 класс (Урок№33 - Электрический ток в полупроводниках.) Электрический ток в жидкостях Мы уже знакомы с электрической проводимостью металлов и полупроводников. На этом уроке мы рассмотрим очередную среду, пропускающую электрический ток, – жидкость. Причем речь пойдет не о жидкостях с электронной проводимостью (расплавленные металлы), а о жидкостях – проводниках второго рода (растворах и расплавах солей, кислот, оснований). Каков механизм образования свободных носителей заряда в жидкости? Что такое электролиз и по каким законам он протекает? Находит ли он применение в технике? Цель: формирование представлений о физической природе электрического тока в жидкостях. Задачи: - изучить понятия: электролиты, электрическая диссоциация, степень диссоциации; - рассмотреть явление электролиза, вывести закон Фарадея; - рассмотреть области применения электролиза. мы узнаем: - что такое электролиз, электролитическая диссоциация, рекомбинация; мы научимся: - распознавать явления прохождения электрического тока через электролиты; мы сможем: - описывать явление электролитической диссоциации; качественно характеризовать электрический ток в жидкостях, зависимость силы тока от напряжения и от внешних условий. Жидкости по степени электропроводности делятся на: - диэлектрики (дистиллированная вода); - проводники (электролиты); - полупроводники (расплавленный селен). Электролит – это проводящая электрический ток жидкость (растворы кислот, щелочей, солей и расплавленные соли). Электролитическая диссоциация – распад молекул электролита на ионы при растворении в воде или расплавлении. Степень диссоциации – отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул, растворённого вещества. Степень диссоциации измеряется в долях или процентах. Электропроводимость электролитов – ионная. Прохождение электрического тока связано с переносом вещества. Явление электролиза – это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты, в процессе окислительно-восстановительных реакций, которое возникает при прохождении через электролиты электрического тока. Применение электролиза: - получение чистых металлов (очистка от примесей); - гальваностегия (никелирование, хромирование и т. д.); - гальванопластика, т. е. получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий). Техническое применения электролиза Гальваностегия – покрытие металлических изделий тонким слоем другого металла (никелирование, хромирование, серебрение, золочение и т. д.) с целью предохранения от окисления и придания изделию привлекательного внешнего вида. Предмет, подлежащий покрытию, тщательно очищают, хорошо обезжиривают и помещают в качестве катода в электролитическую ванну, содержащую раствор соли того металла, которым должен быть покрыт данный предмет. Анодом служит пластинка из того же металла. Для более равномерного покрытия обычно применяют две пластинки в качестве анода, помещая предмет между ними. Гальванопластика – электролитическое изготовление копий с рельефных предметов (медалей, гравюр, барельефов и т. д.). С рельефного предмета делают восковый или иной слепок. Затем поверхность слепка покрывают тонким слоем графита, чтобы она стала проводящей. В таком виде слепок используется в качестве катода, который опускают в электролитическую ванну с раствором медного купороса. Анодом служит медная пластинка. Когда на слепке нарастет достаточно толстый слой меди, электролиз прекращают и воск осторожно удаляют. Остается точная медная копия оригинала. В полиграфической промышленности такие копии (стереотипы) получают с оттиска набора на пластичном материале (матрица), осаждая на матрицах толстый слой железа или другого материала. Это позволяет воспроизвести набор в нужном количестве экземпляров. Если раньше тираж книги ограничивался числом оттисков, которые можно получить с одного набора (при печатании набор стирается), то использование стереотипов позволяет значительно увеличить тираж. Правда, в настоящее время с помощью электролиза получают стереотипы только для книг высококачественной печати и с большим числом иллюстраций. Осаждая металл на длинный цилиндр, получают трубы без шва. Процесс получения отслаиваемых покрытий был разработан русским учёным Якоби Б.С., который в 1836 г. применил этот способ для изготовления полых фигур для Исаакиевского собора (в Санкт-Петербурге). Рафинирование меди Медь является лучшим материалом для изготовления проводников, но для этого она должна быть лишена каких бы то ни было примесей. Очищение меди от примесей называется рафинированием (очисткой) меди. Массивные куски (толстые листы) неочищенной меди, полученной при выплавке из руды, являются анодом, а тонкие пластинки из чистой меди – катодом. Процесс происходит в больших ваннах с водным раствором медного купороса. При электролизе медь анода растворяется; примеси, содержащие ценные и редкие металлы, выпадают на дно в виде осадка (шлама), а на катоде оседает чистая медь. Таким же образом производят рафинирование некоторых других металлов.

Видео Физика 10 класс (Урок№33 - Электрический ток в полупроводниках.) автора Liamelon School