Презентація до уроку"Залежність опору від...

26
Вітаю щиро всіх На нашому уроці, Адже урок – це скарб, Це світ знання, умінь,емоцій.

Transcript of Презентація до уроку"Залежність опору від...

Page 1: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Вітаю щиро всіх

На нашому уроці,

Адже урок – це скарб,

Це світ знання, умінь,емоцій.

Page 2: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Незалежно від настрою, а тим більше моди,Фізика вивчає різні явища природи:Механічні, теплові, звукові й світлові,Електричні й магнітні… явища фізичні.На основі спостережень, дослідів, законівЦя наука полонила серця мільйонів.Бо фізика не просто слово, Фізика – не просто звук,Фізика – опора і основа усіх існуючих наук.А в науці, як в житті, треба все уміти:Вчитись, думати, дерзати, відкриттям радіти.Хоч тернистий, неосяжний фізики – науки світ,Інтерес до знань зростає з кожним днем, із року в рік.

Фізика – не просто слово…

Page 3: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Струм у металах Друзі, а чи заглядали ви коли-небудь всередину металу? Ні? То спробуємо це зробити разом. Ось легенько коливаються іони, ніби плавно похитуються під музику. Правда, відбувається це не в такт. Очевидно , “слух” у них поганенький. А хто це шмигає поміж них, безпорадно стискаючись один з одним та з іонами? О, це наші волелюбні електрончики ! Вони ж бо – відірвались від своїх надійних супутників – атомів, і весь час тепер доводиться бути самотнім, у повній ізоляції. Яка важка в них доля! Та що це – ніби вихор якийсь промчав. Чи здогадалися ви, що саме стряслося? Так - так, це промчалося блискавично, з шумом і тріском, шалене електричне поле. Але ж, навіщо так спішити! Так і до лиха недалеко. Подивіться, друзі, яка дивина: наші електрончики, коливаючись у різні боки, повільно рушили вперед. Яку магічну силу має електричне поле, яку владу воно виявляє над усіма вільними електронами! Хоч і не біжать, але ж повзуть – таки упорядковано. Бідненьки електрони, повзуть, спотикаються, та й іонам припадає від них. Десь відстало уже декілька у неблизькій дорозі. О, якби було б добре, якби не існувало на світі опору – цього підступного ворога струму!

Page 4: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Речовина ρ, α,

Алюміній 2,8 0,004

Вольфрам 5,5 0,005

Латунь 7,1 0,001

Мідь 1,7 0,004

Нікелін 42 0,0001

Ніхром 110 0,0001

Свинець 21 0,004

Срібло 1,6 0,004

Сталь 12 0,006

Вуглець 4000 -0,0008

мммОм

або

мОм

22

8

10

10

Питомий опір ρ (при 20⁰С) і температурний коефіцієнт опору α

деяких речовин

Page 5: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Тема:

ЗАЛЕЖНІСТЬ ОПОРУ МЕТАЛЕВИХ

ПРОВІДНИКІВ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ.

НАДПРОВІДНІСТЬ.Мета:

з’ясувати фізичну суть залежності опору

металевих провідників від температури;

ввести поняття температурного коефіцієнта

опору металів;

ознайомитись з явищем надпровідності та його

застосуванням;

формувати вміння застосовувати вивчений

матеріал для розв’язування задач;

розглянути внесок українських вчених в

дослідження надпровідного стану речовини.

Девіз:“ ЩОБ ПІЗНАТИ, ПОТРІБНО ВЧИТИСЬ СПОСТЕРІГАТИ.”

Page 6: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Творчі лабораторії:

Віртуальна лабораторіяЕкспериментальна лабораторіяТеоретична лабораторія

Page 7: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Експериментальна лабораторіяКоло складене за схемою:

А – демонстраційний

амперметр,

R0 – реостат

R – дротяний резистор

А

R

R0

+-

Завдання: Нагріваючи резистор R у полум’ї свічки, слідкувати за

зміною показів амперметра.

Про що свідчить зміна показів амперметра у результаті

нагрівання резистора? Який висновок можна зробити з цього

експерименту?

Page 8: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Віртуальна лабораторіяЗавдання:

Переглянути дослід,

знятий на відео.

Зафіксувати

значення опору при

різних показах

термометра.

Пояснити зміну

опору мідного

провідника.

Page 9: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Теоретична лабораторіяЗавдання:

Проаналізувати результати такого досліду:

Від лампочки на 60 Вт, 220 В відрізують скляний балон

так, щоб вольфрамова спіраль залишилася цілою і

з’єднують її послідовно з лампочкою для кишенькового

ліхтарика на 3,5В; 0,28 А, джерелом струму, реостатом і

ключем. Підбирають напругу таку, щоб нитка малої

лампочки ледве розжарювалась. Вольфрамову спіраль

великої лампочки опускають в термос з рідким азотом

(охолоджують), лампочка кишенькового ліхтарика

яскраво засвічується. Чому? Пояснити це явище.

Page 10: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

ρ₀ - питомий опір металевого провідника при температурі 0⁰С (273 К);

ρ-питомий опір металевого провідника при температурі t⁰ С (Т К);

ρ-ρ₀ - зміна питомого опору при нагріванні на ∆Т;

- зміна кожної одиниці питомого опору під час нагрівання;

- температурний коефіцієнт опору; [ α]=К⁻¹.

Температурний коефіцієнт опору α – це величина, яка показує, наскільки змінюється кожна одиниця питомого опору речовини внаслідок зміни температури на один кельвін. ,

.

0

0

Т

0

0

)1(0 Т

)1(0 TRR

Page 11: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

-273⁰С 0 t

ρ R

t0 0-273⁰С

R

T

Графіки залежності питомого опору та опору металів від температури

надпровідністьρ₀

Page 12: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Т

R

0 4,14

Надпровідність Так назвали відкрите Камерлінг –

Оннесом у 1911 р. явище повного

зникнення опору ртуті, охолодженої

зрідженим гелієм. Згодом

надпровідність було виявлено у

свинцю, цинку, олова, алюмінію та

інших металів, а також у деяких

сплавівНадпровідність – це явище

зменшення опору до нуля при

температурі, відмінній від

абсолютного нуля.

Page 13: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Властивості надпровідників:

існування, як завгодно довго, сили струму у

кільцевому провіднику, який перебуває в

надпровідному стані;

відсутність магнітного поля в середині провідника;

магнітне поле руйнує стан надпровідності.

Page 14: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Квантова теорія надпровідності

Дж. Бардіна, А. Купера, Дж. Шріффера і М.М. Боголюбова

Page 15: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Використання надпровідності в техніці

Надпровідні електромагніти і

генератори

Надпровіднілінії електропередач

Магнітні підвіси і

підшипники

Надпровідні перемикачі й елементи

пам’яті

Надпровідні об’ємні

резонатори

Page 16: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Внесок українських вчених в дослідження надпровідного стану

речовиниУ 30-ті рр. XX ст. Л.В. Шубніков дослідив основні властивості

надпровідникового стану і прийшов до відкриття

надпровідників ІІ роду.

У 1957 р. видатний український фізик, академік

М.М.Боголюбов розробив мікроскопічну теорію

надпровідності.

У 1964 р. вчені Фізико-технічного інституту низьких

температур

І. К. Янсон, В.М. Свистунов, і. М. Дмитренко вперше у

світі експериментально спостерігали ефект Джозефсона.

В Інституті проблем матеріалознавства під керівництвом

академіка А Н України В.І.Трефілова розробляються

високотемпературні надпровідники.

Page 17: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

1.Чому електричні лампи розжарення найчастіше

перегоряють у момент ввімкнення?

2.Опір телеграфної лінії при температурі -20⁰С дорівнює

88 Ом.

Який вона має опір при температурі 0⁰С і +20⁰С, якщо

лінія виготовлена із сталевого провідника?

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧУ!

Page 18: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

2.Опір телеграфної лінії при температурі -20⁰С дорівнює

88 Ом.

Який вона має опір при температурі 0⁰С і +20⁰С, якщо

лінія виготовлена із сталевого провідника?

;006,0

;20

;0

;20

;88

:

1

02

00

01

1

K

Ct

Ct

Ct

ОмR

Дано

?

?

2

0

R

R

;

);1(

;1

;

);1(

022

202

1

10

011

101

TTT

TRR

T

RR

TTT

TRR

.112)20006,01(100

;10020006,01

88

2

0

ОмR

ОмR

.112,100: 20 ОмRОмRВідповідь

Page 19: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".
Page 20: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Тестові завдання1.Як змінюється опір металевого провідника внаслідок

підвищення температури? а) збільшується; б) зменшується; в) не змінюється; г) це залежить від металу;

2. Температурний коефіцієнт опору провідника – це… а) величина, яка показує швидкість зростання опору; б) відносна зміна опору провідника внаслідок зміни його температури на 1 К; в) зміна питомого опору провідника; г) зміна опору провідника, поділена на зміну його температури.3. Яка формула описує залежність опору металевого провідника від температури при не дуже низьких температурах?

).1(););) 000 TRRвI

URб

S

lRа

Page 21: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

4.На якому графіку зображено залежність опору

металевого провідника від температури у не дуже

широкому інтервалі її змін?

t

R

0 t

R R

T0 0

а) б) в)

5. Коли опір вольфрамової нитки розжарення лампи

найбільший?

а) при 0⁰С; б)при 100 ⁰С; в) при -10⁰С; г)

незмінний.

Page 22: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

6. В якому з приладів використовується залежність опору

металевих провідників від температури?

а) амперметр; б) омметр;

в) термометр опору; г) рідинний термометр.

7.Що таке надпровідність?

а) збільшення опору при підвищенні температури;

б) зменшення опору до нуля при температурі, відмінній від

абсолютного

нуля;

в) зменшення опору до нуля при температурі 0⁰С;

г) збільшення опору при температурі, відмінній від

абсолютного нуля.

Page 23: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

8. На якому графіку зображено залежність опору металевого

провідника від температури при дуже низьких температурах?

0

R

T T T

R R

0 0

а) б) в)

9.В якому з приладів надпровідники не використовуються?

а)надпровідні генератори і електромагніти;

б)осцилографи;

в)об’ємні резонатори; г) магнітні підвіси і підшипники.

Page 24: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

10. Хто з українських фізиків розробив мікроскопічну теорію

надпровідності?

а) Б.Є. Патон; б) С.О. Лебедєв; в)М.М. Боголюбов; г) І.К.

Янсон.

Page 25: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Відповіді:1. а;

2. б;

3. в;

4. а;

5. б;

6. в;

7. б;

8. б;

9. б;

10. в.

Page 26: Презентація до уроку"Залежність опору від температури. Надпровідність".

Сьогодні надпровідність - це одна з найбільш

досліджуваних областей фізики, явище, що відкриває

перед інженерною практикою серйозні перспективи. В

наш час розширюється використання явища

надпровідності для турбогенераторів, електродвигунів,

уніполярних машин, топологічних генераторів, жорстких і

гнучких кабелів, комутаційних пристроїв, магнітних

сепараторів, транспортних систем і багато іншого. Слід

також відзначити важливий напрям в роботах по

надпровідності - створення вимірювальних пристроїв для

вимірювання температур, витрат, рівнів, тиску і т.д.

Можна назвати ще дуже багато приладів де

використовується явище надпровідності. Але найцікавішим

є те , що коло цих приладів безупинно розширюється.