ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Рассмотрена на заседании
ЦМК ОГСЭД
Протокол № ___________
от ____________ 2018 г.
Председатель ЦМК
Хританкова Н. Ю.
(Ф. И. О.)
______________________
(подпись)
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)
Дисциплина: «Физика»
Раздел 3 Электродинамика. Колебания и волны. Оптика.
Тема 3.8 Электрический ток в газах, вакууме. Плазма.
Разработчик – преподаватель Вашурина Т. В.
2018
СОДЕРЖАНИЕ
Методический лист | 3 |
Примерная хронокарта занятия | 5 |
Исходный материал | 9 |
Приложение №1 Контроль знаний по предыдущей теме | 14 |
Приложение №2 Задания для закрепления и систематизации новых знаний | 22 |
Приложение №3 Задания для предварительного контроля знаний | 22 |
Приложение №4 Контролирующий материал | 23 |
Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов | 24 |
Список использованных источников | 26 |
Выписка из рабочей программы дисциплины «Физика»
для специальности 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)
Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены) | Объем часов |
Тема 3.8 Электрический ток в газах, вакууме. Плазма. | Содержание учебного материала | 2 |
Овладение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями. Формирование собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников. Условия существования э тока в газах, вакууме. Виды разрядов. Плазма. |
Лабораторная работа | - |
Практическое занятие | - |
Контрольная работа | - |
Самостоятельная работа обучающихся Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (с приложением на электронном носителе). Базовый и профильный уровни - М.: Просвещение, 2011 г. Параграфы 124-126 прочитать, конспект выучить. Подготовить доклад или сообщение по теме: «Применение плазмы» | 1 |
МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ
Тип занятия: комбинированный урок.
Вид занятия: беседа, объяснение с демонстрацией наглядных пособий, решение задач.
Продолжительность: 90 минут.
ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ
Учебные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятия электрического тока в газах и вакууме, плазмы; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. Способствовать формированию умения организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения упражнений (ОК 2).
Развивающие цели: развивать интерес к будущей профессии, понимание сущности и социальной значимости (ОК 1), способствовать формированию умения решать физические задачи.
Воспитательные цели: способствовать развитию коммуникативных способностей; создавать условия для развития скорости восприятия и переработки информации, культуры речи; формировать умение работать в коллективе и команде (ОК 6).
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный с использованием информационных технологий, репродуктивный.
Место проведения: аудитория колледжа.
МОТИВАЦИЯ
Тема 3.8 «Электрический ток в газах, вакууме. Плазма» входит в программу по учебной дисциплине «Физика» и занимает значительное место, т.к. знания, полученные при изучении данной темы необходимы для изучения многих тем как в рамках программы по физике, так и при изучении смежных дисциплин (химия, математика). Опасность работы с электроприборами заключается в том, что ток и напряжение не имеют внешних признаков, которые позволили бы человеку при помощи органов чувств (зрения, слуха, обоняния) обнаружить грозящую опасность и принять меры предосторожности.
Действие электрического тока на живые организмы было открыто итальянским учённым Луиджи Гальвани. Ноябрьским днём 1770 г. он был поражён странным явлением: находившиеся на столе обезглавленные лягушки, над которыми профессор проводил опыты, вздрагивали. Их лапки вздрагивали каждый раз, когда из стоящей в кабинете электростатической машины извлекали яркие искры. Особенно сильными были содрогания лапок, когда к ним были присоединены проволоки, свисавшие до земли.
Ныне Гальвани считают основоположником электрофизиологии, раздела медицины оказывающее положительное влияние на организм человека. Кратковременные высоковольтные электрические разряды через сердце помогают иногда предотвратить смерть пациента при тяжёлом нарушении сердечной деятельности.
На данное занятие отводится 2 учебных часа. Во время комбинированного занятия проводится актуализация знаний в форме устного опроса, с целью проверки остаточных знаний, которые необходимых при изучении нового материала; непосредственное изучение нового материала; первичного закрепление нового материала с помощью решения задач по данной теме. Контроль уровня усвоения нового материала проводится в форме тестирования студентов. Каждому образованному человеку необходимо непрерывно пополнять свои знания в области физики, развивать интерес к будущей профессии, понимание сущности и социальной значимости (ОК 1), научиться организовывать свою деятельность, уметь выбирать методы и способы выполнения задач и в дальнейшем оценивать их качество (ОК2), а также необходимо для будущего медицинского работника научится работать в коллективе и команде (ОК6).
ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ
п/№ | Наименование этапа | Время | Цель этапа | Деятельность | Оснащение |
преподавателя | студентов |
-1- | -2- | -3- | -4- | -5- | -6- | -7- |
-
| Организационный этап | 2 | Организация начала занятия, формирование способности организовывать собственную деятельность (ОК 2) | Приветствие. Проверка готовности аудитории. Отмечает отсутствующих студентов в журнале | Староста называет отсутствующих студентов. Студенты приводят в соответствие внешний вид, готовят рабочие места. | Журнал, тетради для конспектов. |
-
| Контроль знаний по предыдущей теме | 15 | Оценка уровня сформированности знаний по предыдущей теме. Развитие грамотной речи обучающихся, самоконтроль своих знаний | Инструктирует и проводит контроль знаний | Повторяют домашнее задание, отвечают устно. | Вопросы для устного опроса. Приложение 1. |
-
| Мотивационный этап и целеполагание | 3 | Развитие интереса к будущей профессии, понимания сущности и социальной значимости (ОК 1), установка приоритетов при изучении темы. | Объясняет студентам важность изучения данной темы, озвучивает цели занятия. | Слушают, задают вопросы, записывают новую тему в тетради. | Методическая разработка комбинированного занятия, мультимедийная презентация. |
-
| Изложение исходной информации | 20 | Формирование знаний, понимания сущности и социальной значимости своей будущей профессии (ОК 1), Формирование представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятия электрического тока в газах и вакууме, плазмы; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. | Излагает новый материал, демонстрирует презентацию. | Слушают, читают материал на слайдах, записывают. | Методическая разработка (исходный материал), мультимедийное оборудование, мультимедийная презентация. |
-
| Выполнение заданий для закрепления знаний | 15 | Закрепление, систематизация, обобщение новых знаний. Отработать навык решения задач. Организация собственной деятельности, выбор типовых методов и способов решения задач, оценка их выполнения (ОК2). | Инструктирует и контролирует выполнение заданий, обсуждает правильность ответов, отвечает на вопросы студентов. | Выполняют задания, слушают правильные ответы после выполнения, вносят коррективы, задают вопросы. | Физика 10 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр.163 начальный уровень №1-6, стр. 164 средний уровень №1-4 письменно. |
-
| Предварительный контроль новых знаний | 10
| Оценка эффективности занятия и выявление недостатков в новых знаниях. | Инструктирует и проводит контроль. | Устно отвечают на вопросы. | Вопросы для предварительного контроля знаний. Приложение 3. |
-
| С. р. Итоговый контроль. Взаимопроверка | 20 | Закрепление материала, формирование умения делать выводы, обобщать. Формирование умения работать в команде (ОК6). Контроль усвоения знаний и умений учащихся. | Контролирует ход работы.
Контролирует взаимопроверку, поясняет критерии оценки. | Работают в малых группах, решают задачи по образцу (письменно). Предоставляют выполненное задание, сопоставляют ответы с эталонами, выставляют оценки. | Контролирующий материал. Приложение 4. Слайд презентации с эталонами ответов и критериями отметки. |
-
| Подведение итогов занятия | 3 | Развитие эмоциональной устойчивости, дисциплинированности, объективности оценки своих действий, умения работать в коллективе и команде (ОК6). | Оценивает работу группы в целом. Объявляет оценки, мотивирует студентов, выделяет наиболее подготовленных. | Слушают, участвуют в обсуждении, задают вопросы. | Журнал группы. |
-
| Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов | 2 | Определить объем информации для самостоятельной работы студента, обратить внимание на значимые моменты. | Дает задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов, инструктирует о правильности выполнения, критериях оценивания. | Записывают задание. | Слайд презентации с домашним заданием. |
ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ
План изложения учебного материала по теме «Электрический ток в газах, вакууме. Плазма».
Проводимость газов
Газовый разряд
Виды разрядов в газах
Виды самостоятельных газовых разрядов
Электрический ток в вакууме
Плазма
Изучение нового материала
В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. он состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей электрического тока. Воздух является диэлектриком в линиях электропередач, в воздушных конденсаторах, в контактных выключателях.
Проводимость газов
При нагревании газа или действии на него ионизаторов (рентгеновских, радиоактивных или ультрафиолетовых лучей) газ ионизируется и становится электропроводным. В газе в результате столкновений на высоких скоростях появляются свободные заряженные частицы: ионы и электроны.

Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью. Воздух является проводником при возникновении молнии, электрической искры, при возникновении сварочной дуги. Если ионизированный газ находится в электрическом поле, то в газе возникает упорядоченное движение заряженных частиц, и при достижении напряжения пробоя в газе происходит электрический газовый разряд.
Газовый разряд.
Газовый разряд - это электрический ток в ионизированных газах. Носителями зарядов являются положительные ионы и электроны. Газ перестает быть проводником, если ионизация газа прекращается. Электроны и положительные ионы в газе, встречаясь, могут образовать нейтральные атомы.

Явление воссоединения противоположно заряженных частиц в газе называется рекомбинацией заряженных частиц.
Существует самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд.

Виды разрядов в газах.
Несамостоятельный газовый разряд - возникает при действии на газ внешнего ионизатора, когда электрический ток разряда достигает насыщения, здесь электропроводность газа вызвана лишь действием ионизатора. Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд.
Самостоятельный газовый разряд - возникает при увеличении разности потенциалов между электродами до напряжения пробоя, тогда газовый разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов, возникающих в результате ударной ионизации, возникает электронная лавина. Несамостоятельный газовый разряд может переходить в самостоятельный газовый разряд при Ua = Uпробоя.
Электрический пробой газа - процесс перехода несамостоятельного газового разряда в самостоятельный.
Виды самостоятельных газовых разрядов.
Самостоятельный газовый разряд бывает 4-х типов:
1. Тлеющий разряд - возникает при низких давлениях (до нескольких мм рт.ст.). Тлеющий разряд при пониженном давлении можно наблюдать в рекламных газосветных трубках, лампах дневного света, газовых лазерах.


С понижением давления в газах возрастает длина свободного пробега электронов и ионов. При достаточно низком давлении возникает электрический разряд. При разряде газ в трубке светится, оставаясь холодным. При небольшом разряжении воздуха в трубке между электродами появляется разряд в виде светящейся змейки. Если газ разрядить сильнее, то начинает светиться трубка. Цвет зависит от газа, наполняющего трубку. При этом часть разрядного пространства заполняется плазмой.
2. Искровой разряд - возникает при нормальном давлении и высокой напряженности электрического поля (около 3х106 В/м). Искровой разряд быстро гаснет и вспыхивает вновь. Примером такого разряда является молния. Длительность разряда молнии очень ммала (10-6 с), но сила тока и напряжение огромны (5х105 А, 109 В).
3. Коронный разряд - возникает при нормальном атмосферном давлении в неоднородных электрических полях, внешне напоминает корону, можно увидеть на острых выступающих частях, например мачтах кораблей, в электрофильтрах, при утечке энергии.

Дуговой разряд - возникает при низком напряжении между электродами (около 50 В), ток разряда очень сильный, а температура достигает 4000оС.

Применение электрической дуги: первоначально - свеча Яблочкова, дуговая электросварка, мощные прожекторы, проекционная киноаппаратура.
Электрический ток в вакууме.
Вакуумом называется высокая степень разрежения газа, при которой можно пренебрегать соударениями между молекулами. Длина свободного пробега больше размеров сосуда.
Возникновение заряженных частиц может быть обеспечено за счет эмиссии электронов с катода.
Виды эмиссии.
1. Фотоэлектронная эмиссия – вырывание электронов с катода под действием света (внешний фотоэффект).
2. Термоэлектронная эмиссия (см. дуговой разряд).
Если между двумя электродами анодом и катодом создать электрическое поле, то эмиссионные электроны образуют электрический ток.
Применение:
Вакуумные электронные лампы (диоды, триоды), которые используются в радиотехнических приборах. Благодаря распространение полупроводников, область применение электронных ламп резко сузилась.
Электронно – лучевая трубка. Электроны, испускаемые с подогретого катода, ускорялись электрическим полем и с помощью управляющих электродов направлялись в нужную точку экрана. Таким образом формируется изображение. В
Плазма.
Плазма - это четвертое агрегатное состояние вещества с высокой степенью ионизации за счет столкновения молекул на большой скорости при высокой температуре.
Плазма встречается:
ионосфера - слабо ионизированная плазма,
Солнце - полностью ионизированная плазма;
пламя - ионизированный газ, состоит из нейтральных атомов, положительных ионов и электронов; является как бы смесью трех газов: атоного, ионного и электронного;
искусственная плазма - в газоразрядных лампах.
Плазма бывает:
Низкотемпературная - при температурах меньше 100 000К (пример - пламя); высокотемпературная - при температурах больше 100 000К (пример - Солнце).
Основные свойства плазмы: - высокая электропроводность - сильное взаимодействие с внешними электрическими и магнитными полями. При температуре любое вещество находится в состоянии плазмы. Интересно: Плазма - это основное состояние вещества во Вселенной. Радиационные пояса Земли представляют собой плазму.
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ ПО ПРЕДЫДУЩЕЙ ТЕМЕ (устно)
«Электрический ток в полупроводниках.
Электрический ток в электролитах. Электролиз»
Объясните зависимость электрической проводимости полупроводников от температуры.
Ответ: По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками. К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др.), огромное количество сплавов и химических соединений.
Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде всего в зависимости удельного сопротивления от температуры. С понижением температуры сопротивление металлов падает. У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами.

Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T.
Полупроводниками называются вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры.
Такой ход зависимости ρ(T) показывает, что у полупроводников концентрация носителей свободного заряда не остается постоянной, а увеличивается с ростом температуры. Механизм электрического тока в полупроводниках нельзя объяснить в рамках модели газа свободных электронов. Объяснение явлений, наблюдаемых в проводниках, возможно на основе законов квантовой механики.
Объясните механизм электрического тока в полупроводниках на примере германия.
Ответ: Рассмотрим качественно механизм электрического тока в полупроводниках на примере германия (Ge).
Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке. Их называют валентными электронами. В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной, то есть осуществляется парами валентных электронов. Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам.

Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много порядков меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей. Такой кристалл электрического тока не проводит. При повышении температуры некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами.
Вакансии, которые не заняты электронами получили название дырок.
Вакантное место может быть занято валентным электроном из соседней пары, тогда дырка переместиться на новое место в кристалле. При заданной температуре полупроводника в единицу времени образуется определенное количество электронно-дырочных пар.
В то же время идет обратный процесс – при встрече свободного электрона с дыркой, восстанавливается электронная связь между атомами германия. Этот процесс называется рекомбинацией.
Рекомбинация – восстановление электронной связи между атомами.
Электронно-дырочные пары могут рождаться также при освещении полупроводника за счет энергии электромагнитного излучения.
В отсутствие электрического поля электроны проводимости и дырки участвуют в хаотическом тепловом движении.
Электрическим током в полупроводниках называется направленное движение электронов к положительному полюсу, а дырок к отрицательному .
Концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок: nn = np. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.
Собственной электрической проводимостью полупроводников называется электронно-дырочный механизм проводимости, который проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников.
Сформулируйте понятие примесной проводимости полупроводников.
Ответ: При наличии примесей электропроводимость полупроводников сильно изменяется.
Примесной проводимостью называется проводимость полупроводников при наличии примесей.
Необходимым условием резкого уменьшения удельного сопротивления полупроводника при введении примесей является отличие валентности атомов примеси от валентности основных атомов кристалла.
Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.
Электронная проводимость возникает, когда в кристалл полупроводника вводится примесь с большей валентностью. Например, в кристалл германия с четырехвалентными атомами введены пятивалентные атомы мышьяка, As.
Расскажите о донорной примеси.
Ответ: На рисунке показан пятивалентный атом мышьяка, оказавшийся в узле кристаллической решетки германия. Четыре валентных электрона атома мышьяка включены в образование ковалентных связей с четырьмя соседними атомами германия. Пятый валентный электрон оказался лишним; он легко отрывается от атома мышьяка и становится свободным. Атом, потерявший электрон, превращается в положительный ион, расположенный в узле кристаллической решетки.

Донорской примесью – называется примесь из атомов с валентностью, превышающей валентность основных атомов полупроводникового кристалла.
В результате ее введения в кристалле появляется значительное число свободных электронов. Это приводит к резкому уменьшению удельного сопротивления полупроводника – в тысячи и даже миллионы раз. Удельное сопротивление проводника с большим содержанием примесей может приближаться к удельному сопротивлению металлического проводника.
В кристалле германия с примесью мышьяка есть электроны и дырки, ответственные за собственную проводимость кристалла. Но основным типом носителей свободного заряда являются электроны, оторвавшиеся от атомов мышьяка. В таком кристалле nn np.
Проводимость, при которой основными носителями свободного заряда являются электроны называется электронной.
Полупроводник, обладающий электронной проводимостью, называется полупроводником n-типа.
Расскажите об акцепторной примеси.
Ответ: Дырочная проводимость возникает, когда в кристалл полупроводника введена примесь с меньшей валентностью.
Например, в кристалл германия введены трехвалентные атомы In.
На рисунке показан атом индия, который создал с помощью своих валентных электронов ковалентные связи лишь с тремя соседними атомами германия. На образование связи с четвертым атомом германия у атома индия нет электрона. Этот недостающий электрон может быть захвачен атомом индия из ковалентной связи соседних атомов германия. В этом случае атом индия превращается в отрицательный ион, расположенный в узле кристаллической решетки, а в ковалентной связи соседних атомов образуется вакансия.

Акцепторной примесью – называется примесь из атомов с валентностью меньшей, чем валентность основных атомов полупроводникового кристалла , способных захватывать электроны.
В результате введения акцепторной примеси в кристалле разрывается множество ковалентных связей и образуются вакантные места (дырки). На эти места могут перескакивать электроны из соседних ковалентных связей, что приводит к хаотическому блужданию дырок по кристаллу.
Наличие акцепторной примеси резко снижает удельное сопротивление полупроводника за счет появления большого числа свободных дырок. Концентрация дырок в полупроводнике с акцепторной примесью значительно превышает концентрацию электронов, которые возникли из-за механизма собственной электропроводности полупроводника: np nn.
Проводимость, при которой основными носителями свободного заряда являются дырки, называется дырочной проводимостью.
Полупроводник с дырочной проводимостью называется полупроводником p-типа.
Следует подчеркнуть, что дырочная проводимость в действительности обусловлена перемещением по вакансиям от одного атома германия к другому электронов, которые осуществляют ковалентную связь.
Зависимость электропроводимости полупроводников от температуры и освещенности.
Ответ: У полупроводников с ростом температуры подвижность электронов и дырок падает, но это не играет заметной роли, так как при нагревании полупроводника кинетическая энергия валентных электронов возрастает и наступает разрыв отдельных связей, что приводит к увеличению числа свободных электронов, т. е. росту электропроводимости. При освещении полупроводника в нем появляются дополнительные носители, что приводит к повышению его электропроводности. Это возникает в результате того, что свет вырывает электроны из атома и при этом одновременно возрастает число электронов и дырок.
Электрическая проводимость электролитов.
Ответ: Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.
Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.
При подключении электродов к источнику тока ионы под действием электрического поля начинают упорядоченное движение: положительные ионы меди движутся к катоду, а отрицательно заряженные ионы хлора – к аноду (рис.). Достигнув катода, ионы меди нейтрализуются избыточными электронами катода и превращаются в нейтральные атомы, оседающие на катоде. Ионы хлора, достигнув анода, отдают по одному электрону. После этого нейтральные атомы хлора соединяются попарно и образуют молекулы хлора Cl2. Хлор выделяется на аноде в виде пузырьков.
Образовавшаяся молекула сульфата меди переходит в раствор.
Таким образом, при прохождении электрического тока через водный раствор сульфата меди происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде. Концентрация раствора сульфата меди при этом не изменяется.
Закон электролиза Фарадея.
Ответ: Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком Майклом Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:
Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:
Величину k называют электрохимическим эквивалентом.
Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду:

Здесь m0 и q0 – масса и заряд одного иона,
– число ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит заряда Q. Таким образом, электрохимический эквивалент k равен отношению массы m0 иона данного вещества к его заряду q0.
Применение электролиза.
Ответ: Электролиз находит широкое применение в различных областях техники. Приведем основные направления использования этого процесса.
1.Получение металлов.
Выделение в чистом виде алюминия и металлов IА и IIА групп таблицы Менделеева производится электролизом расплавленных соединений, а остальных металлов – электролизом водных растворов.
2.Очистка металлов.
Для этого применяется электролиз с растворимым анодом.
3.Получение металлических покрытий.
Гальванические покрытия металлов осуществляются в декоративных целях, для защиты от коррозии, повышения твердости и электропроводности. Осаждение металла осуществляется электролизом водного раствора соли, причем покрываемое изделие завешивается в электролизер в качестве катода.
4.Анодирование алюминия и его сплавов.
В качестве электролита берется раствор серной кислоты, катодом служит свинцовая пластина, а анодом подлежащее анодированию изделие. В ходе электролиза на аноде образуется пленка оксида алюминия, предохраняющая изделие от коррозии. В пленке имеются многочисленные поры, которые могут быть заполнены красителем или светочувствительным составом - это используется для окраски алюминиевых предметов и получения на них фотографических изображений.
5.Получение различных химических веществ.
Примером таких процессов может служить электролиз водного раствора хлорида натрия. В процессе электролиза на катоде выделяется водород, на аноде - хлор, а в растворе накапливается щелочь NaOH.
6.Защита от коррозии.
Катодная защита основана на процессе электролиза, в котором защищаемый объект присоединяется к отрицательному полюсу источника тока, т.е. играет роль катода, на котором происходит восстановление воды.
Критерии оценки:
Оценка «5» - на поставленный вопрос студент дал полный развернутый ответ и ответил на дополнительный вопрос;
Оценка «4» - на поставленный вопрос студент дал полный развернутый ответ, но не ответил на дополнительный вопрос;
Оценка «3» - на поставленный вопрос студент дал неполный ответ и не смог ответить на дополнительный вопрос;
Оценка «2» - не ответил на поставленный вопрос.
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИИ НОВЫХ ЗНАНИЙ (письменно, не оценивается)
Физика 10 Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр.163 начальный уровень №1-6, стр. 164 средний уровень №1-4.
Эталоны ответов к заданиям для закрепления и систематизации
Уровень /№ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Начальный уровень | В | Б | А | В | В | В |
Средний уровень | 0,32* 10-2 кг | 4 кВт | 1,5 Ом | 6*107 Дж |
ПРИЛОЖЕНИЕ № 3
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
(Устно, не оценивается. Эталоны ответов к вопросам для предварительного контроля знаний содержатся в исходном материале)
Чем обусловлена проводимость газов?
Что может являться ионизатором газов?
Что называют газовым разрядом?
Какие виды разрядов в газах вам известны?
Сколько самостоятельных газовых разрядов вы знаете? Опишите каждый.
Что необходимо для существования электрического тока в вакууме?
Что называют плазмой?
В чем заключаются свойства плазмы?
ПРИЛОЖЕНИЕ №4
КОНТРОЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ (письменно)
Тест
1. Под действием ионизатора газ становится проводником; заряженный электроскоп, стоящий рядом, начинает быстро разряжаться. Почему после удаления ионизатора разряд прекращается?
A. Ионизатор разрядил электроскоп.
Б. В результате рекомбинации заряженные частицы быстро исчезают, превращаясь в нейтральные атомы, газ становится непроводником.
B. В газе будет только одноименный заряд.
2. Почему для уменьшения потерь электроэнергии на коронный разряд в линиях электропередач высокого напряжения применяют провода возможно большего диаметра?
A. Напряженность поля вблизи поверхности проводника увеличивается.
Б. Напряженность поля вблизи поверхности проводника не меняется.
B. Напряженность поля вблизи поверхности проводника уменьшается.
3. Какой вид разряда имеет место в лампах дневного света? Назовите носители зарядов при этом разряде.
А. Тлеющий: электроны, ионы газа и паров ртути.
Б. Коронный: электроны, ионы газа.
В. Искровой: электроны, ионы газа.
4. Как зависит проводимость газов от давления?
A. Не зависит.
Б. Чем больше давление, тем больше проводимость.
B. Чем больше давление, тем меньше проводимость.
5. Какие физические явления используются для ионизации газа?
1. Увеличение температуры. 2. Рентгеновские лучи. 3. Уменьшение давления.
4. Радиоактивность. 5. Ультрафиолетовое излучение.
А. 1,2,3,5. Б. 1,2,4,5. В 1,2,3.
Эталоны ответов к заданиям контролирующего материала
Номер задания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Ответы | Б | В | А | В | Б |
Критерии оценки:
за 3 правильно выполненных задания – «3» балла;
за 4 правильно выполненных задания – «4» балла;
за 5 правильно выполненных заданий – «5» баллов.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Цель: Определить объем информации для самостоятельной работы студента, обратить внимание на значимые моменты.
Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (с приложением на электронном носителе). Базовый и профильный уровни - М.: Просвещение, 2011 г. Параграфы 124-126 прочитать, конспект выучить. Подготовить доклад или сообщение по теме: «Применение плазмы».
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ СООБЩЕНИЯ
1. Сообщение оформляется на компьютере, сдается преподавателю в мультифоре.
2. Шрифт Times New Roman, 14 пт, межстрочный интервал – одинарный, поля по 1,5 см справа и слева, текст выравниваются по ширине, заголовок – посредине. Ф.И. автора – по правому краю.
3. Объем сообщения – 2-3 страницы формата А4; время выступления – не более 5 минут.
4. В сообщении не выделяются главы; недопустимы орфографические ошибки, опечатки, записи и исправления ручкой или карандашом.
5. В конце сообщения указывается список информационных источников.
6. Сообщение может сопровождаться мультимедийной презентацией (по желанию автора).
Например,
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Иванов Максим, студент 222 группы
отделения Сестринское дело
Существуют различные типы машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Тепловой двигатель – устройство, превращающее внутреннею энергию топлива в механическую энергию….
Информационные источники:
Применение двигателей внутреннего сгорания [Электронный ресурс]/ nsportal// Режим доступа: http://nsportal.ru/shkola/mezhdistsiplinarnoe-obobshchenie/library/2011/12/07/ultrazvuk-i-ego-primenenie-v-meditsine
Устройство двигателя внутреннего сгорания [Электронный ресурс]/ rasteniya-lecarstvennie// Режим доступа: http://www.rasteniya-lecarstvennie.ru/20218-primenenie-ultrazvuka-v-medicine-i-tehnike-kratko.html
Физика вокруг нас – неизвестное об известном [Электронный ресурс]/ physicsaroundus.weebly// Режим доступа: http://physicsaroundus.weebly.com/1059108311001090108810721079107410911082.html
!!! Определите самостоятельно, соответствует ли Ваше сообщение требованиям к оформлению. Для этого внимательно прочтите их и подчеркните каждое выполненное требование. Проведите коррекцию работы по тем требованиям, которые не выполнены.
Критерии оценки: студент выучил конспект – «3» балла;
студент выучил конспект, владеет информацией из учебника – «4» балла;
студент выучил конспект, владеет информацией из учебника, подготовил доклад, соответствующий требованиям – «5» баллов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Классная физика [Электронный ресурс]/ Сlass-fizika // Режим доступа: http://class-fizika.ru/10_13.html
Разработка по теме Электрический ток в различных средах для учащихся 10 класса [Электронный ресурс]/ Мultiurok // Режим доступа: https://multiurok.ru/files/razrabotka-po-tiemie-eliektrichieskii-tok-v-razlichnykh-sriedakh-dlia-uchashchikhsia-10-klassa.html
Физика. 10 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений с приложением на электронном носителе: базовый и профильный уровни :[Текст]/ Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н. Соцкий.-11-е изд. - М. : Просвещение, 2011. – 336 с.
Электрический ток в электролитах [Электронный ресурс]/ www.its-physics // Режим доступа: http://www.its-physics.org/elektricheskiy-tok-v-elektrolitah