Содержание и методика изучения темы "Электрический ток в полупроводниках" в современной школе
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
?ечаемые в этой теме.
Задача 1. Максимальная напряженность Emax электрического поля в зоне p-n-перехода равна 104 В/м. Ширина p-n-перехода D=10-4м. Определите изменение потенциала при переходе из р-типа в n-тип полупроводника.
Решение: Изменение потенциала
??=D,
где = Emax/2-среднее значение напряженности электрического поля в зоне p-n-перехода. Тогда
??= Emax/2=104/210-4=0,5В.
Задача2.Какую энергию приобретает электрон, прошедший через разность потенциалов ??=0,5В? Считать, что в этом случае электрон не сталкивается с ионами решетки.
Решение: изменение энергии происходит за счет работы сил электрического поля
А=qD=q DEmax/2=q ??,=1э0,5В=0,5эВ.
Домашнее задание: повторить пройденный материал. Класс разбивается на группы по 3-4 человека и каждая группа готовит реферат об одном из приборов.
Демонстрация действия полупроводникового фотоэлемента
Установку собирают по рисунку. Фотоэлемент подключают к гальванометру с соблюдением полярности. Электрическую лампу располагают на расстоянии 1м от фотоэлемента. При дневном освещении гальванометр обнаруживает определенную силу тока. Если включить электрическую лампу, то сила тока гальванометра возрастет. С уменьшением расстояния между лампой и фотоэлементом сила тока увеличивается.
Заключение
Предпринятые в настоящей работе попытки отбора материала для изучения полупроводников в школьном курсе физики и создания методики изучения, конечно, не идеальны по подходам и результатам. Однако автор убеждена, что нечто подобное вскоре будет внедряться в школьную практику. Можно некоторое время не замечать факта коренного изменения электротехники и других областей деятельности человека, вносимого полупроводниковой электроникой, но не зависеть от него невозможно. Это обстоятельство рано или поздно должно найти отражение в учебных программах по физике. Может быть, тогда и пригодятся результаты данной работы и затраченные на нее усилия.
Литература
1.Учебные программы для общеобразовательных учреждений.
Физика vi-xi классы.- Минск,2008
2.Стильбанс Л.С. Физика полупроводников. - М., 1967
3.Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика полупроводниковых приборов. - М.,1990
.Росадо Л. (перевод с исп.С.И. Баскакова под ред. В.А.Терехова.) Физическая электроника и микроэлектроника. - М. "Высшая школа" 1991
5.Булычев А.Л., Прохоренко В.А. Электронные приборы. Минск, 1987
.Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,: Физика 10 кл., Просвещение, М. 1990
7.Шур М., - Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. - М., Мир, 1992.
8.Рагозин Ю.Д. и др. Основы применения электронных приборов. М., 1975
9.Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев: "Физика 10 кл.", Просвещение, М. 1990.
Приложение
Прогресс радиоэлектроники связан с успехами фундаментальной науки.
Полупроводниковый диод был известен давно, чуть ли не в начале века, а транзистор, появился в 1948 году, за его создание группа американских физиков - У. Шокпи, У. Браттейн и Д. Бардин - была Удостоена Нобелевской премии. Но вот что интересно за много лет до этого, в 1922 году радиолюбитель из города на Волге - из Нижнего Новгорода девятнадцатилетний Олег Лосев создал первый в мире полупроводниковый усилитель, построил на его основе приемник и назвал его кристадин, от слова "кристалл". Причем это не было незамеченное или забытое потом изобретение - о кристадинах Лосева писала вся мировая радиотехническая печать, американские радиоинженеры в своем журнале назвали кристадин устройством, которое может совершить переворот в радиоэлектронике, вытеснить вакуумную усилительную лампу. Такой переворот действительно произошел, но ждать его пришлось почти четверть века. Потому, что во времена кристадина физика еще не построила фундамент, на котором потом выросла полупроводниковая электроника. Только глубокие исследования физических процессов в твердом теле позволили в деталях понять, что же происходите полупроводниках, и только на основе этого понимания развилась вся современная техника полупроводниковых приборов и интегральных схем
А вот еще один интересный пример. В 1917 году Альберт Эйнштейн предсказал индуцированное излучение атомов и молекул, то есть вызванное внешней причиной, а конкретно - внешней электромагнитной волной. Но понадобилось почти сорок лет, чтобы это предсказание, соединившись с глубоким изучением механизмов перехода атомов с одного энергетического уровня на другой, то есть механизмов изменения запасов энергии атома, привело к рождению совершенно новой области науки и техники - квантовой электроники. Когда атом или молекула переходят на более низкий энергетический уровень, то они отдают высвободившуюся энергию в виде кванта, порции электромагнитного излучения. При этом если выделяется большая порция энергии, то частота излучения высокая (малая длина волны) - излучается свет, ультрафиолетовые или еще более коротковолновые рентгеновские лучи. А если порция энергии невелика, если молекула выбрасывает слабый квант, то частота излучения сравнительно низкая (большая длина волны) - молекула испускает инфракрасные лучи, миллиметровые или даже сантиметровые радиоволны. Можно извне подпитывать атомы излучающего вещества, накачивать их энергией, например, пропуская через это вещество ток или освещая его мощной лампой. Можно ввести в систему достаточно сильную положительную обратную связь, грубо говоря, сделать так, чтобы излучение одних