Дәрес №25 Электроскоп. Электр үткәрүче һәм электр үткәрмәүче җисемнәр. Электр кыры
| Вид материала | Документы |
- Учебников электр, 1011.51kb.
- «Павлодар қаласы құрылыс бөлімі», 23.57kb.
- Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus), 610.45kb.
- Арча җиденче номерлы урта мәктәбенең югары категорияле татар теле һәм әдәбият укытучысы, 792.47kb.
- Реферат язу өчен киңәшләр Тема сайлау һәм проблеманы билгеләү, 87.96kb.
- Отчет осоронда муниципаль район хакимиәте үҙ эшмәкәрлеген Рәсәй Федерацияһы һәм Башҡортостан, 363.96kb.
- Хәзерге татар теле татар халкының милли теле, халыкның рухи һәм мәдәни хәзинәсенең, 6578.54kb.
- Программа казан -2006, 895.95kb.
- Сочинение язарга өЙРӘНӘбез методика һәм үрнәкләр «Яңалиф», 2351.69kb.
- Габдулла Тукайның тормышын һәм иҗатын өйрәнүгә багышланган “Зирәкләр һәм тапкырлар”, 47.07kb.
8 нчы сыйныф физика курсы
Дәрес №25
Электроскоп. Электр үткәрүче һәм электр үткәрмәүче җисемнәр. Электр кыры
Максатлар: электрлану күренеше, уңай һәм тискәре корылма, корылмалы җисемнәрнең тартылуы һәм этелүе турында белемнәрне ныгыту; электроскоп һәм электрометр белән танышу, аларның төзелешен һәм эшләү рәвешен өйрәнү; электр кыры, аның тәэсире турында белемнәр үзләштерү өчен шартлар тудыру.
Җиһазлау: дәреслек, мәсьәләләр җыентыгы, эбонит таякчык, мех, пыяла таякчык, ефәк, гильзалар
Дәрес барышы
- Кабатлау. Өй эшләрен тикшерү.
Берничә укучы §25, 26 (58-60 бит) ны сөйли.
- Яңа материал үзләштерү.
Тәҗрибә1. Гильзалар белән дәреслектәге тәҗрибәне башкару.
Электроскоп (электрон һәм скопео – күзәтү дигән грек сүзләреннән алынган) – электр корылмасын һәм аның якынча зурлыгын билгели торган иң гади прибор.
Корылган электроскоп ярдәмендә җисемнең нинди корылма белән электрланганын белергә була.
Электроскопның икенче төре электрометр.
Электр корылмасын үзе аша корылмаган җисемгә күчерә ала торган матдәләрне үткәргечләр дип атыйлар.
Үткәргечләр:
- Металлар (бакыр, көмеш, алюминий)
- Туфрак
- Тоз
- Селте яки кислотаның судагы эремәләре
- Графит
- Кеше тәне
Корылманы корылган җисемнән корылмаган җисемгә күчерә алмый торган матдәләрне электр үткәрмәүче җисемнәр дип атыйлар.
Электр үткәрмәүче җисемнәр (диэлектриклар):
- Эбонит
- Гәрәбә
- Фарфор
- Резина
- Пластмассалар
- Капрон
- Ефәк
- Майлар
- Һава (газлар)
Диэлектриктан ясалган җисемнәр изоляторлар (изоляро – итальян сүзе - аеру) дип атала.
Электр корылмаларының бер-берсенә тәэсирен инглиз галимнәре Майкл Фарадей һәм Джеймс Максвелл өйрәнә.
Электр кыры – матдәдән бөтенләй үзгә булган материянең бер төре.
Электр кырына кертелгән электр корылмасына тәэсир итүче көч электр көче дип атала.
Корылган җисем янында электр кырынең тәэсире көчлерәк, ә ераклашкан саен аның тәэсире кими.
- Ныгыту.
№ 1173 (131 бит), № 1175 (131 бит), № 1178 (131 бит), № 1187 (133 бит), № 1188 (133 бит), № 1205 (134 бит) башкару – мәсьәләләр җыентыгы
- Йомгаклау.
Өй эше: §27, 28 (60-65 бит) өйрәнергә, 63, 65 биттәге сорауларга җавап бирергә.
ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ
Проводник - это тело, внутри которого содержится достаточное количество свободных электрических зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля.
В проводниках возможно возникновение электрического тока под действием приложенного электрического поля.
Все металлы, растворы солей и кислот, влажная почва, тела людей и животных - хорошие проводники электрических зарядов.
Изолятор ( или диэлектрик ) - тело не содержащее внутри свободные электрические заряды.
В изоляторах электрический ток невозможен.
К диэлектрикам можно отнести - стекло, пластик, резину, картон, воздух. тела изготовленные из диэлектриков называют изоляторами.
Абсолютно непроводящая жидкость – дистиллированная, т.е. очищенная, вода.
(любая другая вода (водопроводная или морская) содержит какое-то количество примесей и является проводником)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
В металле всегда существует большое количество свободных электронов.
Электрический ток в металлических проводниках — это упорядоченное движение свободных электронов под действием электрического поля, создаваемого источником тока.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ
Электрический ток могут проводить растворы солей и кислот, а также обычная вода ( кроме дистиллированной).
Раствор, способный проводить электрический ток, называется электролитом.
В растворе молекулы растворяемого вещества под действием растворителя превращаются в положительные и отрицательные ионы. Ионы под действием приложенного к раствору электрического поля могут перемещаться: отрицательные ионы - к положительному электроду, положительные ионы – к отрицательному электроду.
В электролите возникает электрический ток.
При прохождении тока через электролит на электродах выделяются чистые вещества, содержавшиеся в растворе. Это явление называется электролизом.
В результате действие электрического тока в электролите происходят необратимые химические изменения, и для дальнейшего поддержания электрического тока его необходимо заменить на новый.
ИНТЕРЕСНО ...
В 17 веке после того как Уильям Гильберт установил, что многие тела обладают
способностью электризоваться при их натирании, в науке считалось, что все тела по отношению
к электризации делятся на два вида: на способные электризоваться при трении,
и на тела, не электризующиеся при трении.
Только в первой половине 18 века было установлено, что некоторые тела обладают, кроме того, способностью распространять электричество. Первые опыты в этом направлении были проведены английским физиком Греем. В 1729 г. Грей открыл явление электрической проводимости.
Он установил, что электричество способно передаваться от одних тел к другим
по металлической проволоке. По шелковой же нити электричество не распространялось.
Именно Грей разделил вещества на проводники и непроводники электричества.
Только в 1739г. было окончательно установлено,
что все тела следует делить на проводники и диэлектрики.
К началу 19 века стало известно, что разряд электрических рыб проходит через металлы,
но не проходит через стекло и воздух.
Гальваностегия.
Покрытие предметов слоем металла при помощи электролиза называется гальваностегией. Металлизировать можно не только металлические предметы, но и предметы из дерева, листья растений, кружева, мертвых насекомых. Сначала надо сделать эти предметы жесткими, а для этого подержать их некоторое время в расплавленном воске.
Затем равномерно покрыть слоем графита ( например, потерев карандашным грифелем), чтобы сделать их проводящими и опустить в качестве электрода в гальваническую ванну с электролитом, пропуская через него некоторое время эл. ток. Через какое-то время на этом электроде выделится металл, содержащийся в растворе, и равномерно покроет предмет.
Археологические раскопки, относящиеся к временам Парфянского царства, позволяют допустить,
что уже две тысячи лет тому назад производилось гальваническое золочение и серебрение изделий!
Об этом говорят и находки, сделанные в гробницах египетских фараонов.
ОПЫТЫ
С ЭЛЕКТРОЛИТАМИ
1. Если взять раствор медного купороса, собрать электрическую цепь и опустить электроды
( графитовые стержни от карандаша) в раствор, то лампочка загориться. Есть ток!
Повторите опыт, заменив электрод, соединенный с минусом батарейки на алюминиевую пуговицу. Через какое-то время она станет «золотой», т.е. покроется слоем меди. Это – явление гальваностегии.
2. Нам понадобятся: стакан с крепким раствором поваренной соли, батарейка от карманного фонарика,
два кусочка медной проволоки длиной примерно 10 см. Зачистите концы проволоки мелкой
наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому полюсу батарейки по одному концу проволочек. Свободные концы проволочек опустите в стакан с раствором. Вблизи опущенных концов проволоки поднимаются пузырьки !
СДЕЛАЙ САМ !
1. Изготовьте измерительный прибор - тестер для определения, является ли вещество проводником электрического тока. Для этого нужны батарейка, лампа от карманного фонарика и соединительные провода. Замкните собранную электрическую цепь на исследуемый проводник и по наличию или отсутствию свечения лампы определите, является ли вещество проводником.
2. Продемонстрировать наличие свободных электрических зарядов в жидкости можно так:
металлический чайник и алюминиевый стакан от калориметра соедините проводниками с гальванометром. В чайник налейте воду, в которой растворите немного соли. Начните тонкой струйкой переливать соленую воду из чайника в стакан, гальванометр покажет наличие электрического тока. Изменяя длину и толщину струи, проследите за изменением силы тока.
ПОЧЕМУ?
При устройстве заземления хорошо провод зарыть на глубину до 2,5 м. Однако в полевых условиях
сделать это не всегда представляется возможным. Поэтому заземление часто делают в виде штыря, забитого в землю. Почему в этом случае полезно место заземления полить соленой водой?
НЕЛЬЗЯ-Я-Я !
При возникновении пожара в электроустановках нужно немедленно отключить рубильник. Огонь, вызванный током, НЕЛЬЗЯ гасить водой или обычным огнетушителем, т.к. струя воды является проводником и может снова замкнуть цепь и восстановить причину пожара. В этом случае необходимо применять сухой песок или пескоструйный огнетушитель.
ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ТЕЛО - ПРОВОДНИК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Если случайно человек окажется под напряжением, то возможна травма или даже смерть.
При работе с электроцепями НЕЛЬЗЯ :
- нельзя одновременное двумя руками прикасаться к оголенным проводам.
- нельзя прикасаться к оголенному проводу, стоя на земле или на сыром ( даже цементном или деревянном) полу.
- нельзя пользоваться неисправными электрическими приборами.
- нельзя ремонтировать электрический прибор, не отключив его от источника тока.
Первая помощь пораженному электрическим током.
Часто сам человек не может освободиться от проводов с током, т.к. электрический ток вызывает судорожное сокращение мышц, или пострадавший теряет сознание. Сначала надо отсоединить человека от токонесущих проводов. Для этого надо выключить ток или вывернуть предохранители, стоящие около счетчика. Если выключатель далеко, то надо деревянной палкой (непроводящим предметом) оттащить его от провода. Под ногами должен быть изолирующая поверхность: резиновый коврик, сухие доски или линолеум. Оттаскивать пострадавшего от проводов голыми руками можно только за концы сухой одежды и одной рукой. Нельзя касаться соединенных с землей. проводящих предметов!
Затем пострадавшего надо положить на спину и вызвать врача.
Ф
АРАДЕЙ, Майкл (1791 - 1867)-- выдающийся английский физик,
основоположник учения об электромагнитном поле,
иностранный почетный член Петербургской АН (1830).
Обнаружил химическое действие электрического тока,
взаимосвязь между электричеством и магнетизмом,
магнетизмом и светом.
Открыл (1831) явление электромагнитной индукции.
Установил (1833-1834) законы электролиза,
открыл пара- и диамагнетизм,
вращение плоскости поляризации света в магнитном поле
(эффект Фарадея).
Большое значение в жизни Фарадея сыграло предпринятое им в молодости путешествие.
В 1813 году англичанин сэр Гэмфри Дэви вместе со своим подающим надежды лаборантом и помощником англичанином Майклом Фарадеем отправляется путешествовать.
В Париже Фарадею предстоит знакомство с Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом.
На глазах Фарадея Дэви делает в Париже одно из своих блестящих открытий – он признает в неизвестном веществе, переданном ему Ампером, новый химический элемент – йод.
В Генуе – опыты с электрическим скатом, Фарадей помогает Дэви выяснить, не вызывает ли электрический разряд ската разложения воды.
Во Флоренции – сжигание алмаза в атмосфере кислорода и окончательное доказательство единой природы алмаза и графита.
Здесь же с помощью громадной линзы Дэви вместе с Фарадеем направляют лучи солнца на алмаз, лежащий в платиновой чашечке под стеклянным колпаком, заполненным кислородом. Фарадей вспоминает: «Сегодня мы выполнили великий эксперимент, заставив гореть алмаз...
Когда алмаз убрали из фокуса линзы, он продолжал быстро сгорать. Сверкающий алмаз светился багровым светом, переходящим в пурпурный, и, помещенный в темноту, горел еще около четырех минут».
В академии Чименто Фарадей и Дэви с восхищением осматривают уникальные экспонаты
– бумажный телескоп самого Галилея и магнитный камень, поднимающий 150 фунтов.
В Риме они наблюдали, но без особого доверия, за опытами Моричини, пытающегося намагнитить стальные иголки с помощью солнечных лучей и считающего, что это ему блестяще удается.
В Милане Фарадей видел Вольта, который пришел к сэру Г. Дэви: "Он бодрый старик, на груди – красная ленточка, очень легок в разговоре».
Фарадей начинает бегло говорить по-французски и по-немецки.
Но самое главное – во время путешествия Фарадей ощущает "реющие в воздухе" великие открытия
в электротехнике.
Это путешествие было великолепной школой для будущего ученого Фарадея.
С 1815 по 1820 г. Фарадей занимается в исследованиями по химии.
Перемена его научной деятельности произошла в 1820 г. после ознакомления ,с работой Эрстеда.
В 1821 г. Фарадей записывает в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество».
С решением этой задачи была связана вся его дальнейшая жизнь.
Гельмгольц как-то сказал о Фарадее: " Немного проволоки и несколько старых кусков дерева
с железом дают ему возможность сделать величайшие открытия".
Избрание в Королевское научное общество Фарадея состоялось в 1824 году, через 11 лет после назначения его лаборантом.
1831 г. триумфальный эксперимент —в результате десятилетнего упорного труда Фарадеем
открыто явление электромагнитой индукции.
А чуть позднее Фарадей, установив между полюсами магнита вращающийся медный диск,
создает первый электрический генератор.
Пунктуальный и трудолюбивый Майкл Фарадей называл три обязательных компонента
научной работы: выполнение, составление отчёта и опубликование.
Фарадей не знал глубоко математики. Это был «ум, который никогда не погрязал в формулах»,
по выражению Эйнштейна.
Максвелл писал: "Он был далек от того, чтобы облечь свои результаты в математические формулы, либо в те, которые одобрялись современными ему математиками, либо в те, которые могли бы дать начало новым начинаниям. Благодаря этому он получил досуг, необходимый для работы ... "
Фарадей еще в 1832 году оставил в Королевском обществе для хранения запечатанный конверт с надписью «Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в архивах Королевского общества».
В 1938 году, через 106 лет, конверт этот был вскрыт в присутствии многих английских ученых. Слова в запечатанном конверте, потрясли всех: оказывается, что Фарадей ясно представлял себе, что электрические и магнитные поля - тоже волны.
После «электромагнитной эпопеи» Фарадей был вынужден прекратить на несколько лет свою
научную работу – настолько была истощена нервная система непрестанными напряженными раздумьями.
Фарадей никогда не щадил себя, занимаясь наукой, Он ставил химические опыты с вредной для здоровья ртутью. У него было никуда не годное оборудование в лаборатории. "В прошлую субботу у меня случился еще один взрыв, который опять поранил мне глаза ... Из них вынули 13 осколков..." - писал Фарадей.
В последние годы силы его слабели.
Он не мог выполнять прежние работы и отказывался от всего, что мешало заниматься наукой.
Он отказывается от лекций: «... Настало время уйти из-за потери памяти и усталости мозга."
Со временем он отказался даже от писем друзьям: « ... я рву свои письма, потому что пишу ерунду.
Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю."
МАКСВЕЛЛ, Джеймс Клерк ( 1831 - 1879 ) -
- выдающийся английский физик.
Его наиболее замечательные исследования относятся
к кинетической теории газов и электричеству;
является создателем теории электромагнитного поля
и электромагнитной теории света.
Согласно опросу,
проведенному среди ученых журналом "Физик уолд",
физик Джеймс Клерк Максвелл
вошел в первую тройку названных:
Максвелл, Ньютон, Эйнштейн.
Его страсть к исследованиям и приобретению новых знаний была беспредельна.
С юности Максвелл решил посвятить себя физике.
Его наставник Гопкинс писал: «Это был самый экстраординарный человек,
которого я когда-либо видел. Он органически был неспособен думать о физике неверно.
Я растил его как великого гения, со всей его эксцентричностью и пророчеством о том,
что он в один прекрасный день будет сиять в физике – пророчеством,
с которым убежденно были согласны и его коллеги-студенты».
Однажды при приеме экзамена у аспирантов профессор поставил цель отсеять как можно больше студентов и давал неразрешимые, по его мнению, задачи.
Однако, Максвелл с такой задачей справился!
Так Максвелл открыл знаменитое распределение молекул по скоростям в газе,
впоследствии названное его именем (распределение Максвелла), еще в годы своей учебы.
С 1871 года Максвелл становится профессором Кембриджского университета.
В 1873 году Максвелл пишет двухтомный фундаментальный «Трактат об электричестве и магнетизме»,
в котором сформулирована знаменитая максвелловская теория электромагнитного поля.
Максвелл сумел выразить законы электромагнитного поля в виде системы 4 дифференциальных уравнений в частных производных (уравнения Максвелла), из которых следовало
существование электромагнитных волн
Теория электромагнетизма Максвелла получила опытное подтверждение
и стала общепризнанной классической основой современной физики.
Многочисленные его увлечения другими отраслями физики были тоже очень плодотворны:
он изобрел волчок, поверхность которого, окрашенная в разные цвета, при вращении образовывала самые неожиданные сочетания. При смещении красного и желтого получался оранжевый цвет, синего и желтого – зеленый, при смешении всех цветов спектра получался белый цвет – действие,
обратное действию призмы – «диск Максвелла»;
он нашел термодинамический парадокс, много лет не дававший покоя физикам – «дьявол Максвелла»;
в кинетическую теорию были введены им «распределение Максвелла»
и «статистика Максвелла – Больцмана»;
есть «число Максвелла».
Кроме того, его перу принадлежит изящное исследование об устойчивости колец Сатурна,
за которое ему была присуждена академическая медаль и после которого он становится
«признанным лидером математических физиков».
Кроме того, Максвелл создал множество небольших шедевров в самых разнообразных областях –
от осуществления первой в мире цветной фотографии
до разработки способа радикального выведения с одежды жировых пятен.
Максвелл написал ряд статей для Британской энциклопедии, популярные книги: "Теория теплоты", "Материя и движение", "Электричество в элементарном изложении", переведённые на русский язык.
Интересно, что одна из форм записи второго начала термодинамики: dp/dt = JCM.
Левая часть этой формулы часто встречалась в произведениях Максвелла,
далеких от физики, в качестве подписи!
Но главная память о Максвелле, вероятно, единственном в истории науки человеке,
в честь которого имеется столько названий, – это «уравнения Максвелла», «электродинамика Максвелла», «правило Максвелла», «ток Максвелла» и, наконец, –максвелл – единица магнитного потока в системе CGS.