Đây là chương 3 trong số 7 chương đề cập đến kiến thức và kỹ năng thiết kế bài dạy học cũng như tổ chức dạy học theo tinh thần đổi mới hiện nay. Ở chươngy, giáo viên HV có điều kiện tìm hiểu và làm sâu sắc thêm những kiến thức vật lí liên quan đến Dòng điện trong các môi trường theo tinh thần của Vật lí học phổ thông có trong chương. Những kiến thức này, phần lớn được khai thác từ Internet....
“ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG I MỤC TIÊU - HV hiểu rõ sâu sắc kiến thức Vật lí trình bày chương theo tinh thần vật lí học phổ thơng - HV có kỹ thiết kế dạy tổ chức dạy học theo tinh thần đổi II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔĐUN Đây chương số chương đề cập đến kiến thức kỹ thiết kế dạy học tổ chức dạy học theo tinh thần đổi Ở chươngy, giáo viên HV có điều kiện tìm hiểu làm sâu sắc thêm kiến thức vật lí liên quan đến Dịng điện mơi trường theo tinh thần Vật lí học phổ thơng có chương Những kiến thức này, phần lớn khai thác từ Internet Công việc quan trọng học viên thiết kế dạy học cụ thể chương, thảo luận, trao đổi để tìm phương án thiết kế tối ưu Thời gian cho môđun buổi (4 tiết) III TÀI LIỆU VÀ THIẾT BỊ ĐỂ THỰC HIỆN MƠĐUN Sách Vật lí 11, Sách giáo viên Vật lí 11, Tài liệu bồi dưỡng thay sách giáo khoa Vật lí 11, Phụ lục IV HOẠT ĐỘNG Hoạt động 1: Phân tích kiến thức có chương Nhiệm vụ: - HV làm việc theo nhóm cách đọc tài liệu có phần phụ lục thảo luận Thông tin cho hoạt động: Phụ lục Hoạt động 2: Thiết kế dạy học Nhiệm vụ: - GgV giới thiệu phương án cụ thể thiết kế dạy học chương trình bày Phụ lục 5b - Mỗi nhóm HV chọn chương thiết kế Thông tin cho hoạt động : - Sách Vật lí 11, Sách giáo viên Vật lí 11, Hoạt động 3: Các nhóm trình bày thiết kế nhóm Nhiệm vụ: - Mỗi nhóm cử đại diện lên trình bày thiết kế nhóm - Các nhóm khác góp ý, bổ sung Thơng tin cho hoạt động : - Bản thiết kế có từ nhóm V ĐÁNH GIÁ 56 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) - GgV đánh giá tinh thần thái độ làm việc nhóm sản phẩm mà nhóm có - Thơng tin phản hồi đánh giá môđun: Ý kiến thảo luận thiết kế dạy học V PHỤ LỤC 5a: Dòng điện kim loại (Direct electric current in metals) 1.1 Bản chất dòng điện kim loại Các kim loại thể rắn có cấu trúc tinh thể Trong kim loại, nguyên tử bị electron hoá trị trở thành ion dương, ion dương xếp cách tuần hoàn, trật tự tạo nên mạng tinh thể Trong khoảng không gian mạng tinh thể electron chuyển động nhiệt hỗn loạn, electron gọi electron tự Dưới tác dụng điện trường electron tự chuyển động có hướng để tạo thành dịng điện kim loại Để giải th ích tính dẫn điện kim loại, Droude Lorentz đề thuyết electron kim loại có nội dung sau: Một mạng tinh thể đồng (hình trịn màu đỏ ion đồng ) độ -Trong kim loại có electron tự Mật electron xấp xỉ mật độ nguyên tử kim loại (n0=1028/m3) -Chuyển động electron tự kim loại tuân theo định luật học cổ điển -Tập hợp electron tự kim loại coi khí electron giống khí lí tưởng Tương tác electron với ion dương mạng tinh thể kim loại biểu va chạm chúng; va chạm dẫn đến cân nhiệt khí electron mạng tinh thể kim loại Dựa vào thuyết electron cổ điển giải thích t ính dẫn điện kim loại, nguyên nhân gây điện trở giải thích định luật Ơm Giải thích tính dẫn điện củ a kim loại Kim loại chất dẫn điện tốt Khi khơng có tác dụng điện trường ngoài, electron tự chuyển động nhiệt hỗn loạn giống chuyển động nhiệt phân tử khí Khi số electron chuyển động theo chiều đó, trung bình, ln ln số electron dịch chuyển theo chiều ngược lại Vì lượng điện tích tổng cộng mang electron qua mặt khơng, vật dẫn kim loại khơng có dịng điện Khi có điện trường ngồi, electron tự có thêm chu yển động phụ theo chiều xác định, ngược chiều với điện trường Khi số electron chuyển động ngược chiều điện trường lớn số electron chuyển động chiều điện trường, nghĩa có xuất chuyển dời có hướng điện tích, vật dẫn kim loại có xuất dịng điện Mật độ hạt tải điện (electron tự do) lớn cỡ 10 28/m3 nên kim loại dẫn điện tốt Cần lưu ý rằng, vận tốc trung bình chuyển động có hướng electron (v 8kT i ) nhỏ so với vận tốc trung bình chuyển động nhiệt ( vT ) m n0 e 57 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Cũng cần phân biệt vận tốc trung bình chuyển động có hướng electron với vận tốc lan truyền dòng điện, tức vận tốc lan truyền tác dụng điện trường lên electron Sự lan truyền tác dụng điện trường từ electron đến electron khác xảy với vận tốc lớn, khoảng 3.10 8m/s Giải thích nguyên nhân gây điện trở kim loại Trong chuyển động có hướng electron tự ln tương tác với ion dao động quanh vị trí cân nút mạng tinh thể, nghĩa bị cản trở Hiện tượng nguyên nhân gây điện trở kim loại Các kim loại khác có cấu tạo mạng tinh thể khác nên điện trở suất kim loại khác khác Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ http://www.youtube.com/watch?v=XxBn_Wzm0aI&feature=mfu_in_order&list=UL Khi nhiệt độ tăng lên, ion kim loại nằm nút mạng tinh thể dao động mạnh lên đó, xác suất va chạm electron với ion lớn lên Vì điện trở kim loại tăng nhiệt độ tăng Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ biểu diễn qua công thức: 1 t t Ở hệ số nhiệt ện trở có đơn vị K-1, t0 nhiệt độ chọn làm mốc điện trở suất nhiệt độ Thơng thường ta chọn t = 200 Giữa hai va chạm với ion, electron tăng gia tốc tác dụng điện trường chúng nhận thêm lượng Năng lượng chuyển động có hướng truyền hồn tồn hay phần cho ion dương va chạm, làm cho nội vật dẫn tăng lên Vì có dịng điện chạy qua, kim loại nóng lên http://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/java/heatresistance/index.html Giải thích định luật Ơm Để đơn giản phép toán, ta giả thiết rằng: hai va chạm kế tiếp, tất electron tự quãng đường nhau, quãng đường tự trung bình electron Hơn nữa, ta coi rằng, va chạm với ion, electron truyền hoàn toàn cho mạng tinh thể lượng mà nhận Nghĩa sau va chạm vận tốc ban đầu v electron không Xét đoạn mạch gồm dây có chiều dài l tiết diện động lực S, hai đầu đoạn mạch đặt hiệu điện U Cường độ điện trường đoạn mạch là: U E l Dưới tác dụng điện trường, elect ron chịu tác dụng lực điện trường F= eE electron có gia tốc a= eE/m (trong m khối lượng electron) Vì cuối quãng đường tự trung bình, vận tốc có hướng electron là: eUt Vmax = at = ml t khoảng thời gian trung bình hai va chạm Vì hai va chạm kế tiếp, electron chuyển động nhanh dần nên giá trị trung bình vận tốc bằng: V eUt v max 2 ml Thời gian trung bình hai va chạm electron với ion là: t = vT 58 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) 3kT vận tốc trung bình chuyển động nhiệt, nhiệt độ phịng m (T=300K vT 105m/s lớn nhiều lần so với V (có giá trị cỡ 0,06m/s) nên công thức ta không kể đến vận tốc chuyển động có hướng electron) ( vT = v eU ml v T Do ta có: (1) Cường độ dịng điện I đoạn mạch I neSv (n mật độ dẫn điện) Thay (1) vào (2) ta có ne2 SU I 2mlvT (2) (3) 2mvT l (3) gọi điện trở suất cuả dây dẫn Đại lượng phụ thuộc S e n vào cấu tạo dây dẫn, gọi điện trở R dây dẫn Từ ta giải thích tăng nhiệt độ tăng (và tăng tương ứng R) U Cuối ta có: I = (biểu thức định luật Ơm) Như dịng điện kim R loại tuân theo định luật Ôm Cần lưu ý rằng, có tác dụng điện trường đặt vào kim loại, vận tốc electron dẫn khơng ph ải tăng mãi, có va chạm gắn liền với dao động nhiệt nút mạng tinh thể Như sau thời gian định (có trị số cỡ 2,5x 10 -14s) gọi thời gian hồi phục, vận tốc chuyển động có hướng electron dẫn đạt đến trị số giới hạn khơng đổi, tạo nên dịng điện khơng đổi Thuyết lượng tử cho ta công thức tương Đặt tự với (3) 2m 2E F với vF = ( E F gọi mức lượng e n m vF Fec-mi, E F =7,0 eV) Tuy có nhiều thành cơng nêu thuyết electron cổ điển khơng giải thích được:Ví dụ như: nhiệt dung khí electron vấn đề tán xạ electron kim loại Vì tinh thể kim loại sạch, kết tinh hồn o, nhiệt độ thấp lại có điện trở nhỏ? Sở dĩ có hạn chế số nội dung thuyết electron cổ điển khơng cịn , cụ thể là: -Chuyển động electron tự kim loại không tuân theo định luật học cổ điển mà tuân theo định luật phức tạp vật lý lượng tử; -Tương tác electron ion biểu va chạm chúng Thực tế electron chuyển động điện trường tuần hoàn mạng tinh thể -Các electron không tuân theo định luật phân bố Maxwell - Boltzmann khí kí tưởng nữa, mà tuân theo định luật thống kê lượng tử : khí electron Fermi tự (vì electron có spin bán ngun tuân theo nguyên lí Pauli) -Theo quan điểm thuyết lượng tử , electron tự cần phải xem sóng Do kim loại có cấu trúc tinh thể với nguyên tử nằm mạng tuần hồn nên sóng truyền suốt cấu trúc tuần hồn tinh thể mà khơng bị tán xạ vào hướng khác Nói cách khác, sóng electron lan truyền mơi trường tuần hồn mạng tinh thể nên không bị mạng tinh thể làm lệch đường, electron tự khơng bị va 59 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) chạm với lõi nguyên tử nằm cách trật tự mạng tinh thể mà bị va chạm chỗ khơng hồn hảo mạng đó, va chạm với điể m trật tự mạng tinh thể mà Ta gọi chung sai hỏng mạng (Dislocation in a crystal lattice) Các sai hỏng là: -Sự trật tự ion mạng tinh thể chuyển động nhiệt (dao động) sinh ra: hệ điện trở kim loại tăng theo nhiệt độ -Sự trật tự mạng tinh thể có nguyên tử lạ: hệ tạp chất làm tăng điện trở kim loại -Sự trật tự ion mạng tinh thể tinh thể bị biến dạng: hệ q trình gia cơng uốn, kéo dãn làm điện trở kim loại tăng Như vậy, nguyên nhân gây điện trở kim loại trật tự (sự sai hỏng) mạng tinh thể Những sai hỏng làm tán xạ sóng điện từ điện trở sinh Như hiểu rằng: nguyên nhân làm điện trở giảm kim loại hợp kim bị làm lạnh là: hạ nhiệt độ, dao động nhiệt nguyên tử giảm xuống, đồng thời điện tử dẫn tán xạ với tần số nhỏ Do điện trở giảm tuyến tính theo nhiệt độ T (1/3)TD (nhiệt độ Debye) Ở nhiệt độ điện trở giảm từ từ gần không đổi T 0K Đối với kim loại hoàn toàn sạch, điện tử di động bị cản trở dao động nhiệt mạng, điện trở có giá trị xấp xỉ khơng nhiệt độ giảm phía 0K Những kim loại thuộc mẫu "kim loại lí tưởng" mang tính hồn tồn giả thiết Tuy nhiên, làm lạnh đến 0K mà điện trở giảm tới khơng, chưa hẵn chất siêu dẫn 1.2 Hiện tượng điện chỗ tiếp xúc hai kim loại 1.2.1 Cơng electron khỏi kim loại Ta biết rằng, electron tự kim loại chuyển động nhiệt hỗn loạn giữ lại bên kim loại Điều có nghĩa gần mặt kim loại phải có 60 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) lực liên kết tác dụng lên electron hướng vào phía tro ng kim loại Muốn vượt khỏi mặt giới hạn vật dẫn kim loại, electron phải thực công xác định A chống lại lực Cơng A gọi cơng electron khỏi kim loại Để đo cơng A người ta thường dùng đơn vị electron -Vôn, kí hiệu eV, 1eV = 1,6.10-19J Cơng A có độ lớn vào khoảng vài eV (do φ có độ lớn khoảng vài vơn) Trong động trung bình chuyển động nhiệt electron nhiệt độ phòng k T , 21 J 0,039eV nghĩa nhỏ A nhiều Vì vậy, nhiệt độ phòng, đại phận electron tự bên kim loại 2.2.1.2 Hiệu điện tiếp xúc Hiệu điện xuất chỗ tiếp xúc hai kim loại khác nhau, gọi hiệu điện tiếp xúc Chỗ tiếp xúc hai kim loại thường gọi mối hàn Hiệu điện tiếp xúc thay đổi tùy theo cặp kim loại thường có giá trị từ vài phần trăm vơn đến vài chục vơn Nó phụ thuộc rõ vào độ tinh khiết kim loại đặc biệt phụ thuộc vào độ tinh khiết mặt kim loại tiếp xúc với chấ t khí _ + Hình Xét hai kim loại khác có nhiệt độ, tiếp xúc với (Hình 9) Do chuyển động nhiệt hỗn loạn, electron tự khuếch tán từ kim loại sang kim loại ngược lại Bởi mật độ n n2 electron tự hai kim loại khác nên dòng electron khuếch tán khác Giả sử n 1>n2, dịng electron khuếch tán từ kim loại lớn dòng khuếch tán ngược lại từ kim loại Kết kim loại tích điện dương cịn kim loại tích điện âm Như hai kim loại, lớp mỏng chỗ tiếp xúc có xuất điện trường tức có hiệu điện thế, điện trường cản trở chuyển động electron từ kim loại sang kim loại thúc đẩy chuyển động electron từ kim loại sang kim l oại Do đó, số lượng tổng cộng electron tự từ kim loại sang kim loại giảm dần, số lượng electron tự từ kim loại sang kim loại tăng dần Cho đến hiệu điện hai kim loại đạt đến giá trị Ui có cân hai dịng electron đó, hiệu điện U i 2 3 hiệu điện tiếp xúc hai kim loại, có giá trị vào khoảng 10 10 V 1.2.2 Các tượng nhiệt điện 1.2.2.1 Hiện tượng Peltier (Penchiê) Do có tồn hiệu điện tiếp xúc, nên nhiệt lượng J oule - Lenz toả thể tích vật dẫn điện cịn có tượng nhiệt phụ xảy chỗ tiếp xúc hai kim loại khác Peltier phát năm 1834, gọi tượng Peltier Khi cho dòng điện qua chỗ tiếp xúc hai kim loại có toả nhiệt hay hấp thu lượng nhiệt Q tuỳ theo chiều dịng điện qua Kết chỗ tiếp xúc nóng lên hay lạnh Nhiệt lượng Peltier Q tỏa hay hấp thụ chỗ tiếp xúc tỉ lệ thuận với điện tích Q p q p It p toàn phần q qua mối hàn: ( : Hệ số Peltier) Ta cần lưu ý tượng Peltier toả nhiệt Jun - Lenxơ có khác Nhiệt lượng Jun - Lenxơ tỉ lệ với bình phương cường độ dịng điện khơng phụ thuộc chiều dòng điện Còn tượng Peltier tỉ lệ thuận với cường độ dịng điện thay đổi dấu có thay đổi chiều dòng điện Hơn nhiệt lượng J oule-Lenz phụ thuộc điện trở vật dẫn nhiệt lượng Peltier không phụ thuộc vào điện trở vật dẫn 1.2.2.2 Hiện tượng Thomson (Tômxơn) 61 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Khi khảo sát tuợng nhiệt điện Thomson đến kết luận là: Ngay vật dẫn đồng chất, nhiệt độ phần khác vật khác có lượng nhiệt phụ toả hay hấp thụ Lượng nhiệt bổ sung thêm vào nhiệt Joule-Lenz làm giảm nhiệt lượng Hiện tượng gọi tượng Thomson Nói cho thật tượng không liên quan trực tiếp đến tượng tiếp xúc Tuy nhiên nguồn gốc tượng lại liên quan chặt chẽ với nguyên nhân làm xuất hiện tượng chỗ tiếp xúc 1.2.2.3 Hiện tượng Seebeck (Dibec) Ta biết mạch điện kín có nhiều vật dẫn loại tiếp xúc với nhiệt độ khơng có hi ệu điện xuất Nếu ta cho nhiệt độ chỗ tiếp xúc khác mạch xuất suất điện động nghĩa có dịng điện Đó tượng nhiệt Seebeck tìm năm 1821 suất điện động gọi suất điện động nhiệt điện dòng điện tồn mạch gọi dòng nhiệt điện Hình 10 Suất nhiệt điện động tăng khơng tỉ lệ với hiệu nhiệt độ mối hàn Vì vậy, để đặc trưng cho tính chất nhiệt điện cặp vật dẫn người ta đưa vào đại lượng gọi l suất nhiệt điện động vi phân α, đo suất nhiệt điện d động xuất hiệu nhiệt độ mối hàn 0C: , α phụ thuộc không dT vào chất cặp kim loại mà phụ thuộc vào trạng thái chúng, đặc biệt vào nhiệt độ T1 T2 Nếu nhiệt độ (T – T2) hai mối hàn khơng lớn ta có: * Ngun nhân gây suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện Suất nhiệt điện động cặp nhiệt điện vật liệu rắn thường cho hình thành từ ba nguồn gốc: - Sự phụ thuộc cơng vật liệu theo nhiệt độ; - Sự dịch chuyển hạt tải điện thỏi vật liệu từ đầu nóng đến đầu lạnh; - Sự thay đổi mật độ hạt tải điện theo nhiệt độ Các electron chất rắn tự bay khơng gian bên ngồi Muốn vượt khỏi mặt giới hạn chất rắn, ta phải cung cấp cho electron lượng trung bình gọi cơng electron chất rắn Cơng electron phụ thuộc vào nhiệt độ, = (T) Hai chất rắn A B khác nhau, có cơng electron khác nhau: A(T) B(T) Khi chúng tiếp xúc nhau, chúng xuất hiệu điện tiếp xúc 1 U tx (T ) [ A (T ) B (T )] e điện chất rắn, nhiệt độ hai đầu tổng hiệu Với cặp nhiệt điện tiếp xúc hai mối hàn không, giữ hai đầu hai nhiệt độ T T2 khác nhau, khác hiệu điện tiếp xúc hai đầu tạo mạch suất nhiệt điện động nhiệt điện tx U tx (T1 ) U tx (T2 ) Sự dịch chuyển hạt tải điện thỏi vật l iệu từ đầu nóng qua đầu lạnh lại diễn theo hai chế: Chuyển động nhiệt mạng tinh thể hạt tải điện đầu nóng 62 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) mạnh đầu lạnh, nên có xu hướng đẩy hạt tải điện từ đầu nóng đầu lạnh Trong vật lí chất rắn, người ta coi dao động mạng tinh thể hạt phonon, nên tượng gọi hạt tải điện bị phonon Mặt khác, số chất rắn (ví dụ bán dẫn), mật độ hạt tải tăng theo nhiệt độ Khi hạt tải khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh, làm hai đầu tích điện trái dấu Hiện tượng gọi hiệu ứng Seebeck Chênh lệch hiệu điện đầu nóng đầu lạnh hiệu ứng gây US = S(T1 – T2) Trong cặp nhiệt điện, hiệu ứng Seebeck hai vật rắn A B không giống nhau, tạo suất ( S A S B )(T1 T2 ) điện động S Do suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện là: S tx ( S A S B )(T1 T2 ) U tx (T1 ) U tx (T2 ) điện electron, có mật độ cao không phụ thuộc nhiệt độ ới kim loại, hạt tải V Hiệu điện tiếp xúc U tx xuất hai lớp kim loại mỏng sát chỗ tiếp xúc Electron qua lại dễ dàng lớp hiệu ứng đường hầm nên mật độ electron hai bên lớp tiếp xúc gần hiệu điện tiếp xúc gần không, tx Trong có thành phần theo phonon gây ra, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện kim loại thường nhỏ Với kim loại, hạt tải điện eletron,có mật độ cao không phụ thuộc nhiệt độ Hiệu điện tiếp xúc hai lớp kim loại r ất mỏng sát chổ tiếp xúc Các e qua lại dễ dàng lớp hiệu ứng đường hầm nên mật độ e hai bên lớp tiếp xúc gần hiệu điện tiếp xúc gần khơng Trong có thành phần theo phonon gây ra, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt điện kim loại thường nhỏ Ứng dụng tượng nhiệt điện -Nhiệt kế nhiệt điện cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ cao thấp (mà ta đo nhiệt kế thông thường) -Pin nhiệt điện : Những cặp nhiệt điện mắc nối tiếp tạo thành pin có khả cho ta hiệu vài vơn dịng điện vài ampe Hiệu suất pin nhiệt thấp (1%) 1.3 Hiện tượng siêu dẫn Trong tự nhiên tồn nhiều vật dẫn (kim loại, hợp kim, ) mà hạ nhiệt độ vật đến nhiệt độ TC điện trở khơng Vật nhiệt độ T C có điện trở không gọi vật siêu dẫn Trạng thái vật vùng nhiệt độ T TC có điện trở không gọi trạng thái siêu dẫn trạng thái vật vùng nhiệt độ T TC có điện trở khác khơng gọi trạng thái dẫn thường trạng thái thường Trạng thái siêu dẫn phát minh vào năm 1911 nhà vật lí Hà Lan, Kamerlingh Ones nghiên cứu phụ thuộc điện trở Hg vào nhiệt độ T rong vùng nhiệt độ T < T C = 4,2K điện trở Hg hồn tồn khơng Ở nhiệt độ Tc vật chuyển từ trạng thái dẫn thường sang trạng thái siêu dẫn hay ngược lại gọi nhiệt độ tới hạn Một số đặc tính chất siêu dẫn a Khi vật trạng thái siêu dẫn điện trở củ a khơng 63 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) b Khi hạ nhiệt độ mẫu chất siêu dẫn đặt từ trường, người ta thấy rằng, thời điểm mẫu chuyển sang trạng thái siêu dẫn đường sức từ bị đẩy khỏi mẫu, nghĩa chất siêu dẫn xem chất nghịch từ lí tưởng Hiện tượng gọi hiệu ứng Meissner – Ochsenfeld (M-O) Vật dẫn có điện trở khơng thơi mà khơng có hiệu M-O khơng phải chất siêu dẫn mà vật dẫn lí tưởng Hiệu ứng Meissner-Ochsenfeld hiệu ứng từ thơng bị đẩy hồn tồn khỏi bên vật siêu dẫn Hiện tượng tượng nghịch từ hồn hảo (Superdiamagnetism) Từ thơng bên vật siêu dẫn Hiện tượng khám phá hai nhà vật lý người Áo Walther Meissner người Đức Robert Ochsenfeld vào năm 1933 c Bất kì vật liệu siêu dẫn đặc trưng ba thông số: nhiệt độ tới hạn TC, từ trường tới hạn H C mật độ dòng điện tới hạn JC Cụ thể là: Khi đặt mẫu siêu dẫn vào từ trường, tính siêu dẫn mẫu bị (trạng thái siêu dẫn bị phá huỷ) cường độ từ trường lớn giá trị giới hạn đó, gọi từ trường tới hạn Hc Các phép đo cho thấy từ trường tới hạn Hc chất siêu dẫn Đối với chất siêu dẫn xác định H C phụ thuộc vào nhiệt độ quy luật phụ thuộc chất siêu dẫn: gần độ không tuyệt đối H C có giá trị cực đại giảm chậm dần theo nhiệt độ, gần tới T C từ trường tới hạn giảm nhanh Khi cho qua mẫu siêu dẫn dòng điện vượt mật độ đó, gọi mật độ dịng tới hạn j C, trạng thái siêu dẫn khơng cịn Ngun nhân vì: tăng dịng điện từ trường riêng gây tăng đến thời điểm mà từ trường riêng có cường độ giới hạn H C làm trạng thái siêu dẫn Như nói: siêu dẫn trạng thái vật lí phụ thuộc vào nhiệt độ tới hạn, cho phép dịng điện chạy qua trạng thái khơng có điện trở đặt chất siêu dẫn từ trường, từ trường bị đẩy khỏi Giải thích tính siêu dẫn Kể từ Kammerlingh Onnes phát minh tính siêu dẫn, nhà vật lí cố gắng xây dựng nhiều lí thuyết khác nhằm giải thích Năm 1972 nhà vật lí Bardeen, Cooper Schriffer tìm giải thích tương đối hợp lí tính siêu dẫn Nội dung vắn tắt thuyết BCS sau: 64 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Các hạt tải điện electron riêng rẽ mà cặp electron gọi cặp Cooper Bình thường electron đẩy nên cần phải có c hế đặc biệt chúng tạo thành cặp Theo lí thuyết BCS, tương tác đặc biệt (tương tác electron - phonon), hai electron có spin ngược chiều điều kiện định hút thông qua ion mạng tinh thể tạo thành cặp Cooper, cặp tạo thành chất "siêu lỏng" chảy qua số kim loại hợp kim mà khơng bị ma sát, có nghĩa dịng điện tạo cặp khơng bị cản trở, không tắt dần chạy qua vật liệu siêu dẫn Ta hình dung, điện tử chuyển động, tương tác với mạng tinh thể làm biến dạng mạng tinh thể điện tử theo sau dễ dàng chuyển động tinh thể Từ tương tác điện tử với phonon người ta suy lực tương tác hút hiệu dụng hai điện tử John Bardeen, Leon Cooper R.Schriffer nhận giải thưởng Nobel vật lí năm 1972 nhờ cơng trình Tuy nhiên lí thuyết BCS áp dụng cho chất siêu dẫn có nhiệt độ trạng thái siêu dẫn thấp (dưới 30K) Trong người ta chế tạo đư ợc vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao Vì việc xây dựng lí thuyết hồn chỉnh để giải thích đầy đủ đặc tính chất siêu dẫn vấn đề nhà khoa học quan tâm http://www.youtube.com/watch?v=pPBsxylW2Z0&feature=relmfu http://www.physics.uiowa.edu/~umallik/adventure/nov_13-04.html Khả ứng dụng chất siêu dẫn Các vật liệu siêu dẫn đưa đến thay đổi lớn lao kĩ thuật, công nghệ, kể kinh tế đời sống xã hội Dưới nêu lên số ứng dụng siêu dẫn Các đường dây cáp siêu dẫn có khả truyền tải điện xa mà khơng bị tổn thất điện năn g đường dây khơng có điện trở; mặt khác dây cáp tải điện siêu dẫn không cần làm to dây cáp thông thường tiết kiệm vật liệu (mật độ dịng điện dây siêu đạt tới 10 5A/cm2) Dựa tính chất từ trường không thâm nhập vào vật liệu siêu dẫn bị đẩy trở lại, người ta chế tạo đồn tàu hoả với bánh xe có từ tính, cịn đường ray có đặt cuộn siêu dẫn Khi tàu chạy, tượng cảm ứng điện từ cuộn dây có dịng điện cảm ứng sinh từ trường Kết xuất lực đẩy khiến cho toa tàu bị nâng lên, bánh xe không tiếp xúc với đường ray Từ trường nam châm siêu dẫn tạo cực mạnh đủ để nâng tầu lên 10 cm khỏi đường ray Đường ray c ó mặt cắt h ình chữ U, có lắp cuộn dây điện từ, đượ c cung cấp điện trạm nguồn đặt đất dọc đường tầu Nam châm siêu dẫn đặt tầu đặt b ình chứa Helium đ ể 65 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) phòng trời nắng) IV.4 Ưu khuyết điểm dụng cụ bán dẫn - So với dụng cụ điện tử chân không (đèn điện tử), dụng cụ bán dẫn có nhiều ưu điểm vượt trội: - Kích thước nhỏ, trọng lượng bé - Tiêu thụ lượng, nguồn điện áp cung cấp thấp - Tuổi thọ cao (hàng vạn giờ) - Sức bền học lớn - Hoạt động khơng cần nung nóng cathode + Tuy nhiên dụng cụ bán dẫn số khuyết điểm sau: - Hoạt động phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, nhiệt độ tiếp giáp cao hỏng - Đấu ngược cực tính nguồn cung cấp hỏng tiếp giáp PN - Tham số đặc tuyến sai khác nhiều (cùng tên dụng cụ bán dẫn có tham số khác nhau) - Tiếng ồn lớn Tính chất lớp tiếp xúc p-n dùng để tạo nên điôt bán dẫn, trandito Linh kiện bán dẫn 6.1 Diode Diode dụng cụ bán dẫn có tiếp giáp PN, làm thành hai cực: dương cực (anode) âm cực (cathode) Tùy thuộc mật độ tạp chất pha vào chất bán dẫn thuần, cách phân cực, công nghệ chế tạo vài yếu tố khác, ta có nhiều loại diode khác dùng vào mục đích khác mạch điện tử Cấu tạo kí hiệu diode 89 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) 6.1.1 Diode chỉnh lưu +Ký hiệu : Diode chỉnh lưu có ký hi ệu hình 23a v ỏ ngồi hình 23b a) b) Hình 23 Diode chỉnh lưu +Các thông số diode chỉnh lưu Diode chỉnh lưu có thơng số bản: Dòng thuận tối đa điện áp ngược tối đa Muốn có dịng ện qua diode ện trường U trường tiếp xúc U AK > U Khi phần điện áp U tx AK AK sinh phải mạnh điện dùng để cân với điện áp tiếp xúc vào, phần lại dùng để tạo dòng điện thuận qua diode Khi U AK > 0, ta nói diode phân cực thuận dịng điện qua diode lúc gọi dòng điện thuận, thường ký hiệu I (I Forward) I (I Diode) Dịng điện thuận có chiều F D từ anode sang cathode Khi U đủ cân với điện áp tiếp xúc diode trở nên dẫn điện tốt, tức AK điện trở diode lúc thấp (khoảng vài chục Ohm) Do phần điện áp để tạo dòng điện thuận thường nhỏ nhiều so với phần điện áp dùng để cân với U tx Nếu diode cịn tốt khơng dẫn điện theo chiều ngược từ cathode sang anode Thực tế tồn dòng ngược nhỏ Mọi diode chỉnh lưu không dẫn điện theo chiều ngược điện áp ngược lớn (V ngưỡng chịu đựng BR breakdown Voltage), dòng ện qua diode tăng nhanh đánh thủng diode Khi sử dụng diode ta cần lưu í: * Dịng điện thuận qua diode khơng lớn giá trị tối đa cho phép 90 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) * Điện áp phân cực ngược (tức U ) không lớn ngưỡng đánh thủng U KA BR diode +Đặc tuyến vôn-ampe Đặc tuyến VA diode đường biểu diễn hàm số I f U , mô tả quan hệ dòng điện qua diode theo điện áp U đặt AK Ith Nhánh thuận Ung vào I0 Nhìn vào đ ặc Nhánh nghịch tuyến, ta thấy phân cực thuận dịng Hình 24 Đặc tuyến VA diode chỉnh lưu điện tăng nhanh theo điện áp, đến điện áp ngưởng điện áp đứng yên dòng ện tiếp tục tăng Khi phân cực nghịch, dịng điện tăng ít, dịng ện trôi I Nếu ta tiếp tục tăng điện áp phân cực ngược đến điện áp ngược cực đại nhà sản xuất ghi sách tra cứu, dịng điện ngược tăng vọt đánh thủng tiếp giáp Khi sử dụng ta không vượt qua điện áp Diode chỉnh lưu (rectification) dùng nguồn cung cấp (power supply), biến đổi điện áp xoay chiều 50Hz (60Hz) thành điện áp chiều ổn định, nhằm cung cấp lượng cho thiết bị điện tử Dùng nguồn điện chiều pin, accu y, máy phát điện chiều tốn cồng kềnh, vậy, ta thường cung cấp cho máy nguồn điện lưới, cách dùng chỉnh lưu lọc điện Hình 48: Chỉnh lưu nửa chu kì Hình 49: Chỉnh lưu chu kì 6.1.2 Diode ổn áp (Diode Zener) 6.1.2.1 Ký hiệu: Diode Zener có ký hiệu hình 25a vỏ ngồi hình 25b 91 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) a) b) Hình 25 Diode Zener 6.1.2.2 Đặc tuyến vơn-ampe Như khảo sát phần trước, điện phân cực nghịch diode lớn, hạt tải điện sinh tác dụng nhiệt bị điện trường mạnh vùng nghèo tăng tốc phá vỡ nối hoá trị chất bán dẫn Cơ chế chồng chất sau ta có dịng điện ngược lớn Ta nói diode vùng bị phá huỷ theo tượng tuyết đổ (avalanche breakdown) đánh thủng tiếp giáp P-N Kiểu đánh thủng khác phá huỷ trực tiếp nối hoá trị tác dụng điện trường Sự đánh thủng có tính hồn nghịch, nghĩa ện trường hết tác dụng nối hố trị lập lại, ta gọi tượng hiệu ứng Zener, ứng dụng để chế tạo diode ổn áp gọi diode Zener (còn gọi diode đánh thủng, diode ổn áp) Bằng cách thay đổi nồng độ tạp chất, người ta chế tạo diode Zener có điện Zener khoảng vài volt đến hàng trăm volt, mạch điện tử thường từ 5V đến 12V Vì hoạt động vùng zener nên diode Zener làm việc phân cực nghịch, điện ngang qua diode gần không thay đổi dịng ện qua biến thiên khoảng rộng (Hình 3.18) Nếu phân cực thuận, đặc tuyến diode Zener giống hệt diode chỉnh lưu khơng có tác dụng ổn áp 92 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Dùng diode zener, với biện pháp đơn giản ta ổn định điện áp khoảng từ 3V đến 300V 6.1.3 Diode biến dung +Ký hiệu: Diode biến dung có ký hiệu hình 28 Hình 28 Ký hiệu diode biến dung Diode biến dung đư ợc chế tạo từ tiếp giáp P-N, nhiên người ta pha tạp chất vào đặc biệt dể lợi dụng tính chất điện dung tiếp giáp, diode zener ho ạt động đoạn đặc tuyến nghịch Khi ta thay đổi điện áp phân cực nghịch vào diode điện dung thay đổi Các thơng số Diode biến dung điện áp phân cực nghịch: V R Dòng ện ngược: I (nA) điện dung: (pF) cho điện áp thấp cao R 93 (V) “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) + Ứng dụng diode biến dung Diode biến dung dùng cao tần, thay cho tụ biến đổi trước Hình 29 Ứng dụng diode biến dung 6.1.3 Photodiode Ánh sáng có bước sóng thích hợp chiếu vào lớp chuyển tiếp p -n tạo nên cặp electron-lổ trống Nếu phân cực ngược cho diode dịng điện ngược qua lớp chuyển tiếp p-n tăng lên rõ rệt có ánh sáng chiếu đến Ánh sáng mạnh cường độ dịng ngược i p lớn Ứng dụng điều để chế tạo diode quang (kí hiệu) Photodiode biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện ứng dụng rộng rãi tron g thông tin quang học… 6.1.4 Pin mặt trời (Solar cell) Khi ánh sáng làm phát sinh cặp electron-lổ trống lớp chuyển tiếp p-n điện E trường t có tác dụng đẩy lổ trống sang phía bán dẫn loại p ele ctron sang phía bán dẫn n Giữa hai đầu diode có hiệu điện thế: sức điện động quang điện Phía p cực dương phía n cực âm Đó pin quang điện Nếu ánh sáng ánh sáng mặt trời gọi pin mặt trời http://www.teachersdomain.org/asset/ate10_int_solarcell/ 94 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Hình 52: Một số pin mặt trời 6.1.5 Diode phát quang (Light Emitting Diode) Nếu diode chế tạo từ vật liệu thích hợp dịng điện thuận chạy qua lớp chuyển tiếp p -n có ánh sáng phát Màu sắc ánh sáng phát phụ thuộc vào bán dẫn làm diode cách pha tạp chất Diode phát quang dùng làm hiển thị, đèn báo, làm hình quảng cáo làm nguồn sáng 95 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Nguyên tắc hoạt động :http://electronics.howstuffworks.com/led2.htm Hình 53: Hình ảnh số thiết bị có sử dụng LED 6.2 Transistor 6.2.1 Kí hiệu , cấu tạo Transistor dụng cụ bán dẫn có hai lớp chuyển tiếp p-n Transistor tạo thành từ mẫu bán dẫn, cách khuếch tán tạp chất, người ta tạo thành từ ba khu vực bán dẫn, theo thứ tự p-n-p Khu vực Hình 30a Mơ tả cấu tạo tranzito n-p-n p-np 96 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) có chiều dày nhỏ (vài micromét) có mật độ hạt tải điện thấp Ba cực tranzito nối với ba khu vực, gọi cực phát E (êmitơ), cực g ốc B (bazơ) cực C (colectơ) Tranzito kí hiệu hình 30b Hình 30b Kí hiệu transistor 6.2.2 Hoạt động Để tranzito làm việc được, người ta mắc vào mạch Hình 31 Nguồn điện U BE (khoảng vôn) làm cho lớp chuyển tiếp E -B phân cực thuận Nguồn điện U CE lớn U BE từ năm đến mười lần, làm cho lớp chuyển tiếp B-C phân Hình 31a Hoạt động transistor cực ngược Vì lớp chuyển tiếp E-B phân cực thuận, nên có phun hạt qua lớp chuyển tiếp, tạo nên dòng điện I B Tuy nhiên, dòng I E chủ yếu dòng lỗ trống từ E sang B, phần electron từ B sang E l không đáng kể, lớp bán dẫn sang B có độ dày nhỏ, nên phần lớn số lỗ trống từ cực E vượt qua lớp B chạy sang lớp chuyển tiếp B -C Tại lỗ trống qua lớp chuyển Hình 31b Hoạt động transistor 97 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) tiếp điện trường phân cực ngược, gây nên dịng I B Do I B I E IC I E Tỉ I số C gọi hệ số khuếch đại dịng điện thường có giá trị từ vài chục đến vài IB trăm + Nếu có tín hiệu làm cho hiệu điện giữ a cực E cực B biến thiên lượng U BE , dịng IC I B biến thiên, làm cho dòng IC biến thiên theo Điện trở R mắc mạch cực C có giá trị lớn, thường i kilơơm Vì vậy, biến thiên IC gây nên hai đầu R biến thiên hiệu điện IC IC R I B R lớn U BE nhiều lần Ta nói biến thiên hiệu điện U BE khuếch đại mạch tranzito + Mối quan hệ giá trị cường độ dòng điện hiệu điện mạch thể qua đặc tuyến, mô tả phụ thuộc lẫn hai đại lượng đại lượng lại có giá trị xác định 6.2.3 Một số mẫu transistor 98 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) 99 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) Thiết kế dạy học BÀI 17 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI A MỤC TIÊU +Kiến thức -Phát biểu tính chất điện kim loại -Nêu điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt đ ộ -Giải thích tồn êlectron tự kim loại.(**) + Kỹ - Vận dụng thuyết êlectron kim loại để giải thích định tính tính chất điện kim loại (kim loại dẫn điện tốt, tác dụng nhiệt (1 t ) ) - Vẽ đồ thị (**) +Thái độ -Có hứng thú học Vật lý -Có tinh thần hợp tác học tập việc áp dụng kiến thức đạt B CHUẨN BỊ Giáo viên +Dụng cụ thí nghiệm -Bộ thí nghiệm đo cường độ dịng điện qua bóng đèn hiệu điện thay đổi -Bảng 17.1 phóng to + Bảng phóng to hình 17.1 đến 17.4 + Các tờ giấy kẻ ôli + Một số hình ảnh cấu trúc mạng tinh thể +Một số trang web khai thác để thiết kế dạy học htttp://phyicsclassrom.com/ http://tvtl.bachkim.vn/document/show/doc_id/19337 http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/mmedia/index.html http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/ +Phiếu học tập Câu 1: Khi nhiệt độ tăng điện trở kim loại sẽ: a tăng lên b giảm c không thay đổi d tăng lên lúc ban đầu sau lạ i giảm dần Câu Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển a có hướng ion âm tự ngược chiều điện trường b hỗn độn eletron ngược chiều điện trường c hỗn độn eletron tự chiều điện trường d có hướng ele tron tự ngược chiều điện trường Câu Khi nhiệt độ kim loại tăng lên điện trở suất kim loại tăng lên vì: a chuyển động nhiệt hỗn loạn eletron tăng lên b chuyển động có hướng electron tự tăng lên 100 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) c chuyển động n hiệt ion nút mạng tăng lên d chuyển động có hướng ion dương nút mạng tăng lên Đáp án: Câu A Câu D Câu C +Dự kiến ghi bảng (chia bảng làm hai cột) Bài 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Các tính chất điện kim loại -Kim loại chất dẫn điện tốt -Dòng điện kim loại tn theo định luật Ơm -Dịng điện kim loại gây tác dụng nhiệt -Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ (1 t ) 2.Giải thích tính chất điện kim loại -Bản chất dòng điện kim loại: SGK -Nguyên nhân điện trở: SGK -Điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: SGK -Sự nóng lên kim loại có dịng điện chạy qua : SGK -Electron tự kim loại electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn mạng tinh thể C TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động ( phút): Ổn định lớp Kiểm tra cũ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Kiểm tra sĩ số, tình hình lớp học -Nêu câu hỏi dòng điện -Nhận xét cho điểm -Báo cáo sĩ số, tình hình lớp -Trả lời câu hỏi -Nhận xét câu trả lời bạn Hoạt động ( phút): Tìm hiểu tính chất điện kim loại v Eletron tự kim loại (**) Hoạt động giáo viên -Chia nhóm, tổ chức hoạt động nhóm Ghi bảng tiêu đề mục SGK -Treo bảng 17.1 yêu cầu HS rút kết luận (hoặc yêu cầu HS nghiên cứu số liệu bảng 17.1 SGK) -Nêu câu hỏi “Dòng điện kim loại tuân theo định luật nào? Và gây tác dụng gi?” -Nhận xét ghi bảng -Làm thí nghiệm câu C1 SGK (nếu khơng tiến hành thí nghiệm thơng báo kết thí nghiệm thu bảng 17.2) -Phát giấy kẻ ơli cho nhóm -Yêu cầu nhóm từ số liệu bảng 17.2 vẽ đặc tuyến vôn-ampe rút kết luận Hoạt động học sinh -Phân nhóm -Ghi tiêu đề mục 1.SGk -Nghiên cứu bảng 17.1 -Thảo luận nhóm rút kết luận -Trả lời câu hỏi -Ghi -Quan sát thí nghiệm, theo dõi ghi kết qủa vào -Vẽ đặc tuyến vơn -ampe dây tóc bóng đèn kết luận (**) 101 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận quà tặng có giá trị nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) -Yêu cầu trình bày -Nhận xét ghi bảng Ghi bảng tiêu đề mục SGK (**) -Treo hình phóng to H 17.2 -Thơng báo -mật độ -chuyển động hỗn loạn e tự Ghi tiêu đề mục SGK -Ghi vào Hoạt động ( 15 phút): Giải thích tính chất điện kim loại Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Yêu cầu HS đọc mục SGK thảo Đọc phần SGK luận nhóm vấn đề -Thảo luận nhóm -Bản chất dịng điện kim loại -Tính dẫn điện tốt kim loại -Trình bày nội dung thảo luận trước lớp -Điện trở kim loại -Điển trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ -Đánh giá nhận xét trả lời bạn -Tác dụng tỏa nhiệt kim loại -Nêu câu hỏi C3 -Trả lời câu hỏi C3 Hoạt động ( phút): Vận dụng củng cố Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Phát phiếu học tập yêu cầu HS trả lời -Trả lời -Tóm tắt -Ghi Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ học tập nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Đọc, ghi tóm tắt hướng dẫn tập -Ghi tập nhà trang 90 SGK -Yêu cầu chuẩn bị “hiện tư ợng nhiệt điện, tượng siêu dẫn” (**)Dành cho lớp học sinh giỏi 8.Tài liệu tham khảo [1] Bộ Giáo dục đào tạo (1992), Tài liệu bồi dưỡng dạy sách giáo khoa 12 CCGD, môn vật lý, Hà nội [2] Randall D Knight (2002) , Five essay Lessons Strategies for successful physics Teaching, Pearson Education, Addison Wesley [3] Lương Duyên Bình (Chủ biên), Vật lí đại cương, NXBGD, 1997 [4] Nguyễn Thế Khơi (Tổng chủ biên), Sách giáo viên vật lí 11 nâng cao, NXBGD, 2007 [5] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Sách giáo khoa vật lí 11 nâng cao, NXBGD, 2007 [6] Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Sách giáo khoa vật lí 11 bản, NXBGD, 2007 [7] Vũ Thanh Khiết - Nguyễn Phúc Thuần, Điện học, NXBGD, 1992 [8] Bộ Giáo dục đào tạo (1992), Tài liệu bồi dưỡng dạy sách giáo khoa 12 CCGD, môn vật lý, Hà nội 102 “ Việc dạy học phải để điều giảng dạy học sinh tiếp nhận q tặng có giá trị khơng phải nhiệm vụ nặng nề” (Albert Einstein) [9] David Haliday, Robert Resnick, Jearl Waker (1998), Cơ sở vật lí, Tập sáu, NXBGD 103 ... cân chất bán dẫn Khi có điện trường đặt vào, electron chuyển động ngược chiều điện trường, lỗ trống chuyển động thuận chiều điện trường, gây nên dòng điện bán dẫn Vậy, dòng điện bán dẫn dòng chuyển... lưu bị điện áp sinh suất điện động chống lại biến đổi dòng điện Lúc hai điện cực đèn có điện áp tổng điện áp chấn lưu cộng với điện áp đầu vào 220V gây tổng điện áp khoảng 350V đến 400V hai điện. .. Chất cách điện: Vùng cấm có độ rộng lớn (5eV ÷ 10 eV) Do điện tử miền hóa trị nhảy mức lên vùng dẫn Chất cách điện hồn tồn khơng dẫn điện tác dụng điện trường * Chất bán dẫn: Vùng cấm chất bán