Технологическая карта урокаТемы: «Электрический ток в полупроводниках. Транзисторы. Электрический ток в вакууме. Диод. Электронные пучки. Электронно-лучевая трубка».

Цели деятельности учителя

• образовательные: Расширить знания обучающихся о распространении электрического тока в полупроводниках и в вакууме.

• развивающие: развивать умение объяснять процессы, происходящие внутри полупроводников, и при прохождении электрического тока в вакууме. Продолжить формирование умений работать с сплошными и несплошными текстами(таблицами, схемами, текстами)

• воспитывающие: создавать условия для возбуждения у учащихся интереса к учебному материалу и познавательным действиям.

Тип урока

Урок усвоения новых знаний (УУНЗ)

Цели и задачи урока

Выяснить, как происходит распространение электрического тока в полупроводниках и вакууме. Начать формирование представлений распространении электрического тока в различных средах.

Планируемые образовательные результаты

Предметные УУД:

• уметь формулировать определения терминов и понятий «полупроводник», «транзистор»,«диод», «электронно лучевая трубка», «проводники п- типа» и «полупроводники р -типа»; «электронные пучки»; «термоэлектронная эмиссия». 

• пояснять принцип работы транзисторов и диодов;

• объяснять необходимость введения транзисторов и диодов в различные отрасли науки и технике

Метапредметные УУД:

• уметь анализировать понятие «полупроводник», пояснять смысл понятия «проводимость» для определенного контекста;

Личностные УУД:  

• самооценка результатов своей деятельности;

• стремление к завершённости учебных действий.

Методы обучения

фронтальный опрос; объяснительно иллюстративная беседа; самостоятельная работа.

Оборудование (ТСО)

• Ноутбук, мультимедиа проектор, экран, колонки. Плакаты. Физ приборы. Портеты учёных

Этапы урока

Образовательные задачи (планируемые результаты)

Название используемых

ЭОР

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Длит. этапа, мин

1.Организацион-ный момент

Эмоциональная, подготовка к восприятию, усвоению изучаемого материала

Портрет Конфуция

Приветствует учеников. Задаёт вопрос

Как вы понимаете высказывание Конфуция

«В древности люди учились для того, чтобы совершенствовать себя. Ныне учатся для того, чтобы удивить других».
-вот и мы сегодня на уроке познакомимся с новыми приборами , которые широко используем в повседневной жизни и созданы они были как раз для того что бы удивить человечество.

Обучающиеся приветствуют учителя.

Пытаются ответить на вопрос.

3

2. Постановка целей урока, мотивация деятельности обучающихся

Мотивацион-ная подготовка обучающихся к усвоению изучаемого Сообщение темы урока и постановка целей учебной деятельности

материала

приложение 1

(текст)

Что бы понять о каких приборах будет идти речь. Я предлагаю вам текст, прочитайте и ответите на 3 вопроса в конце текста. Как вы уже поняли речь сегодня пойдет о приборах которые сделали наши компьютеры и многую другую технику копаными и удобными в использовании.

Запишите тему урока.

«Электрический ток в полупроводниках. Транзисторы. Электрический ток в вакууме. Диод. Электронные пучки. Электронно-лучевая трубка».

Перечислите с какими приборами мы будем знакомится? Вы знаете как они устроены? Какую цель мы поставим на урок?

Изучить устройство и принцип работы полупроводников, транзисторов, диодов и электронно- лучевой трубки.

Читают текст

Отвечают на вопросы устно по желанию.

(Выделение существенной информации из текста)

Слушают учителя, записывают

Отвечают на вопросы.

Формулируют цель урока.

7

3.Повторение пройденного

Актуализация знаний

приложение 2

(самостоятельная работа на повторение)

Давайте повторим пройденный материал и самостоятельно поработаем с заданиями

Сравните свои ответы с ответами, написанными на доске. Оцените свою работу.

Работают самостоятельно. Самопроверка.

6

4. Изучение нового материала

Формирование представления о полупроводниках

Портрет

Олег Владимирович Лосев — советский физик

Прибор:

Источник питания-2

Соединительные провода

Резистор-1

Диод-1

График проводимости металлов и полупроводников

Схемы кристаллов кремния, донорных и акцепторных примесей.(приложение 3)

учебник

Послушаем сообщение ученика (заранее подготовил сообщение об истории создания полупроводников)

«Олег Владимирович Лосев — советский физик и изобретатель (15 авторских свидетельств), кандидат физико-математических наук Изобретатель детекторного приёмника с генерирующим диодом и светодиодом
Умер от голода во время блокады Ленинграда в 1942 году. Благодаря забытому ныне физику Олегу Лосеву у СССР был шанс создать полупроводниковые технологии намного раньше, чем США В списке государств — лидеров в области полупроводниковых технологий Россия не значится. Направив основные финансовые и человеческие ресурсы на создание космической техники и разработку атомного оружия, руководители советского государства не сумели своевременно «откорректировать» научный бюджет таким образом, чтобы он пришел в соответствие с быстро менявшимися реалиями НТР.
Между тем анализ истории науки однозначно свидетельствует в пользу того, что при более удачном стечении обстоятельств у Советского Союза были отличные шансы опередить остальной мир в этой технологической гонке. В этом году исполнилось восемьдесят лет со дня создания первого в мире полупроводникового прибора, усиливавшего и генерировавшего электромагнитные колебания. Автором этого важнейшего изобретения был наш соотечественник, девятнадцатилетний сотрудник Нижегородской радиолаборатории Олег Владимирович Лосев. Его многочисленные открытия намного опередили время и, как это, к сожалению, часто случалось в истории науки, были практически забыты к моменту начала бурного развития полупроводниковой электроники»

Продемонстрируем проблемный опыт.

Две электрические цепи, в одну подключён резистор, в другую диод. Что нагревается быстрее?, Где ток со временем усиливается?

Вывод: Существуют твёрдые тела: R~T - проводники.

R~ 1\T - полупроводники.

Полупроводники - вещества, удельное сопротивление которых с увеличением температуры резко уменьшается.(записывают в тетрадь)

Примеры: кремний (Si), германий (Ge), сульфид серебра (PbS), сульфид кадмия (CdS)(записывают в тетрадь)

Рассмотрим строение полупроводника на примере кристалла кремния.

Кремний (Si) находится в IV группе периодической системы химических элементов. На внешней оболочке атома имеется четыре электрона, слабо связанных с ядром.Давайте вместе заполним схему структуры кристалла кремния .

Взаимодействие пары соседних атомов осуществляется с помощью парно электронной связи (ковалентной). В образовании этой связи от каждого атома участвуют по одному валентному электрону, которые отщепляются от атома. Валентные электроны принадлежат всему кристаллу.

Парно электронные связи кремния достаточно прочны и при низких температурах не разрываются. Поэтому при низких температурах кремний не проводит электрический ток. Валентные электроны прочно привязаны к кристаллической решётке и внешнее электрическое поле не оказывает заметного влияния на их движение. Электрический ток отсутствует. При нагревании полупроводника (Si) кинетическая энергия валентных электронов повышается и наступает разрыв отдельных связей, образуя при этом свободный электрон и дырку - вакантное место. В дырке имеется избыточный положительный заряд по сравнению с остальными, нормальными связями. В электрическом поле они (свободные электроны и дырки) перемещаются между узлами решётки, образуя электрический ток. Направление движения дырок противоположно направлению движения электронов. Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью(записывают в тетрадь), а проводимость, обусловленную наличием у них дырок, называют дырочной проводимостью.(записывают в тетрадь) Проводимость полупроводников чрезвычайно зависит от примесей. Изменяя концентрацию примеси, можно значительно менять число носителей заряда того или иного знака. Благодаря этому можно создавать полупроводники различной проводимости: p - типа, n - типа.

Полупроводники n - типа.

Примеси, легко отдающие электроны, называют донорными (отдающими) примесями. Полупроводники, имеющие донорные примеси, обладают большим числом электронов (по сравнению с числом дырок), их называют полупроводниками n - типа (от слова negativ - отрицательный)(записывают в тетрадь). В полупроводниках n - типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки - не основными носителями заряда. Полупроводники p - типа.(записывают в тетрадь)

Если в качестве примеси использовать индий (In), элемент III группы, то резко увеличится число дырок. Атомы индия (In) имеют три валентных электрона. Теперь для образования нормальных парно электронных связей с соседями атому индия недостаёт электрона. В результате образуется дырка. Число дырок в кристалле равно числу атомов примеси. Заполним схему

Такого рода примеси называют акцепторными (принимающими) примесями. Полупроводники, имеющие акцепторные примеси, обладают большим числом дырок (по сравнению с числом электронов), их называют полупроводниками

p - типа (от слова positiv - положительный). В полупроводнике p - типа дырки являются основними носителями заряда, а электроны - неосновными носителями заряда.Давайте почитаем о применении полупроводников и запишем примеры применения полупроводников

Вся бытовая, научная, военная, космическая техника работает на полупроводниках.

Слушают сообщение.

Выделяют и осознают то, что знают и что предстоит усвоить

Наблюдают опыт

Отвечают на вопрос учителя

Слушают учителя.

Заполняют конспект урока

Заполняют схему

Продолжают записи в конспекте

Заполняют схему

Продолжают запись в конспект

Заполняют схему

Читают учебник, заполняют конспект.

.

20

5. Закрепление нового материала

Таблица Д. И. Менделеева

Задача:

Для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какой из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить:

1. электронную проводимость?

2. чтобы получить дырочную проводимость?

Отвечают устно

3

6.Самостоятельная работа по усвоению новой темы

Формирование представления о транзисторах

Просмотр учебного фильма «Транзисторы»

учебник

Теперь давайте ознакомимся с принципом работы и устройством одного из широко применимых в технике приборов- транзистора.

Предлагаю вам просмотреть учебный фильм и используя учебник охарактеризовать данный прибор по плану:

1.Перечислить основные части

2.записать определение транзистора.

3.выписать применение.

4.Обазначение на схемах.

Работают самостоятельно

10

7.Продолжение изучения новой темы

Формирование представления об электрическом ток в вакууме.

Рассмотрение принципа работы диода , электронно-лучевой трубки

Макет электронно лучевой трубки, и диода.

Плакат устройство диода.

Фрагмент учебного фильма «Принцип работы электронно лучевой трубки»

Внимание вопрос:Существует ли электрический ток в вакууме?Перед вами электронно лучевая трубку. Что за прибор? Где используют? Относится к электрическому прибору? Есть ли внутри вакуум?Вывод: Электрический ток в вакууме существует. Для существования электрического тока в вакууме нужно искусственно ввести в это пространство свободные электроны (с помощью эмиссионных явлений). .Термоэлектронная эмиссия Процесс испускания электронов нагретыми металлами называется термоэлектронной эмиссией. Интенсивность термоэлектронной эмиссии зависит от площади катода, температуры нагрева металла и свойств вещества. Если кинетическая энергия электронов больше энергии связи, то происходит термоэлектронная эмиссия.Рассмотрим физический прибор –диод.Основное свойство диода: пропускает ток в одном направле­нии. Это свойство используется для выпрямления переменного тока. Ток существует, если на аноде — положительный потенциал, ток отсутствует, если на аноде—отрицательный потенциал. Используя учебник зарисуйте схему диода и укажите основные части.

Теперь давайте посмотрим фрагмент о другом применении электрического тока в вакууме и так же в тетради самостоятельно запишем основные части и применение данного прибора.

Отвечают на вопрос, видут диолог с учителем,

заполняют конспект

Работают самостоятельно с учебником

Смотрят фильм делают записи в тетради

20

8. Закрепление нового материала

Контроль знаний

Приложение 4

Схемы приборов

Пред вами различные схемы. Изображены ли на схемах приборы, изученные на уроке? Предположите для чего данные приборы присутствуют в схеме.

Подведение под понятие. Осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной форме.

5

9. Подведение итогов.

Выставление оценок

Учитель выставляет оценки за урок активным ученикам . а так же сообщает , что конспект будет проверятся и оцениваться

слушают

2

10. Рефлексия

Рефлексия.

-устно закончите фразу, которая, по-вашему, мнению, отражает значимость прошедшего урока именно для вас

1.Сегодня я узнал…

2.Было интересно…

3.Я понял, что…

4.Теперь я могу…

Отвечают на вопросы устно

2