Bài 15. Dòng điện trong chất khí
Chia sẻ bởi Nguyễn Trọng Nhân |
Ngày 18/03/2024 |
10
Chia sẻ tài liệu: Bài 15. Dòng điện trong chất khí thuộc Vật lý 11
Nội dung tài liệu:
KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
KIẾN THỨC CŨ
1. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng c?a..
A. Ion dương và ion âm ngược chiều điện trường.
B. Ion dương và ion âm theo chiều điện trường.
C. Ion dương cùng chiều và ion âm ngược chiều điện trường.
D. Ion dương ngược chiều và ion âm cùng chiều điện trường.
2. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại với :
C. Hai điện cực là kim loại của muối
B. Catốt là kim loại của muối
A. Anốt là kim loại của muối
D. A,C đều đúng .
E. B,C đều đúng .
KIẾN THỨC CŨ
Phân biệt bản chất dòng điện trong kim loại, trong chân không và trong chất điện phân ?
Trong kim loại : là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do (có sẵn trong kim loại) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Trong chất điện phân : là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và ion âm (có sẵn trong chất điện phân) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Trong chất chân không : là dòng chuyển dời có hướng của các electron (được bức xạ nhiệt từ catot) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
KIẾN THỨC CŨ
Bài 14
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Nội dung bài học:
Dòng điện trong chất khí:
1. Sự phóng điện trong chất khí - Bản chất dòng điện trong chất khí.
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế - Sự dẫn điện tự lực và không tự lực.
II. Sự phóng điện trong khí kém - Tia catốt:
1. Sự phóng điện trong khí kém.
2. Tia catốt.
III. Các dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường:
1. Tia lửa điện.
2. Hồ quang điện.
3. Platma.
I. Dòng điện trong chất khí:
1. Sự phóng điện trong chất khí – Bản chất dòng điện trong chất khí:
Chúng ta cùng xem thí nghiệm sau…
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghiệm :
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghiệm :
Sau khi quan sát, bạn có rút ra kết luận gì không?
Khi mắc 2 bản của tụ điện đã tích điện vào tĩnh điện kế, nếu không khí đủ khô, tĩnh điện kế cho thấy hiệu điện thế giữa hai bản tụ hầu như không thay đổi. Vậy không khí ở điều kiện thường là điện môi.
+
+
+
+
-
-
-
-
Đặt một ngọn lửa đèn cồn giữa 2 bản tụ, tĩnh điện kế cho thấy, hiệu điện thế giữa 2 bản tụ giảm nhanh. Suy ra, tụ điện đã phóng điện và đã có dòng điện chạy trong không khí giữa 2 bản tụ. Vậy không khí đốt nóng đã trở nên dẫn điện.
Giải thích và kết luận:
Trong điều kiện bình thường, chất khí hầu như hoàn toàn gồm những nguyên tử hay phân tử trung hòa về điện; do đó chất khí là điện môi.
Dưới tác dụng của các tác nhân ion hóa
Một số e mới được tạo thành chuyển động tự do, hỗn độn
Một số e kết hợp với nguyên tử, phân tử trung hòa tạo ion âm
Trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện: e, ion âm, ion dương
Một số nguyên tử hoặc phân tử khí bị mất bớt e, trở thành ion dương
ION HÓA
TÁI HỢP
Phân tử trung hòa
Electron
Ion dương
Ion âm
Nếu tác nhân ion hóa không thay đổi thì sẽ xảy ra trạng thái cân bằng động giữa hai quá trình ion hóa chất khí và tái hợp (trong một đơn vị thời gian số hạt mang điện được tạo ra bởi sự ion hóa bằng số hạt mang điện tái hợp lại thành phân tử hay nguyên tử trung hòa), mật độ hạt mang điện tạo ra trong chất khí không thay đổi
Khi không có điện trường ngoài, các electron và các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn nên không có dòng điện qua chất khí.
Khi có điện trường ngoài, các electron và các ion chịu tác dụng của lực điện trường nên sẽ chuyển dời có hướng (ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn) về các điện cực sinh ra dòng điện trong chất khí.
Vậy : Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm và các electron ngược chiều điện trường.
Chúng ta quan sát các hiện tượng sau:
hiện tượng 1
hiện tượng 2: gọi là hiện tượng gió ion
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế - Sự dẫn điện tự lực và không tự lực :
Khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua ống hiệu điện thế U khi có tác nhân ion hóa bằng dụng cụ như hình
I
Ibh
O
UC
UAK
Đặc tuyến volt-ampère
Ub
Khi UAK = 0 : không có dòng điện qua ống
(I = 0)
Khi UAK 0 : có dòng điện chạy qua ống
(I 0)
Khi UAK còn nhỏ : một số hạt mang điện về đến các điện cực, một số hạt vẫn kết hợp với nhau khi gặp nhau trên đường đi của mình để trở thành phân tử trung hòa.
Khi UAK tăng : số hạt mang điện về đến các điện cực tăng, dòng điện I cũng tăng.
Khi tăng UAK đến một giá trị nào đó (Ub) thì tất cả các hạt mang điện do tác nhân ion hóa tạo ra đều về đến các điện cực.
Lúc đó mặc dù tiếp tục tăng UAK, I vẫn không tăng, ta nói dòng điện đã đạt giá trị bão hòa Ibh. Lúc này, nếu tắt tác nhân ion hóa thì dòng điện cũng tắt, ta nói chất khí dẫn điện không tự lực
Khi tăng UAK đến một giá trị UC nào đó thì I tăng rất nhanh khi tăng UAK; lúc này cho dù tắt tác nhân ion hóa, dòng điện vẫn được duy trì, ta nói chất khí dẫn điện tự lực.
Bạn có biết là tại sao không????
Nguyên nhân là do lúc này cường độ điện trường trong chất khí là rất lớn, các electron thu được động năng rất lớn khi va chạm với các phân tử sẽ làm cho các phân tử bị ion hóa (gọi là ion hóa do va chạm), sau mỗi va chạm lại xuất hiện thêm một electron nữa (cùng với một ion dương).
Hai electron này thu được động năng lớn lại tiếp tục làm ion hóa các phân tử khác, . . ., cứ như thế làm cho số hạt mang điện trong chất khí tăng lên rất nhanh.
Mô hình mô tả đơn giản hiện tượng trên:
Mô hình mô tả đơn giản hiện tượng trên:
Quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng.
Lý do là khi electron đến va chạm với phân tử khí hoặc ion dương thì năng lượng mà chúng nhận được có thể được giải phóng dưới dạng ánh sáng.
II. Sự phóng điện trong không khí kém – Tia Cathode:
Sự phóng điện trong khí kém:
a. Sự phóng điện thành miền:
_ Dụng cụ thí nghiệm:
Ống phóng điện, có nối với một bơm hút để có thể làm giảm áp suất trong ống.
Hiệu điện thế giữa 2 cực của ống khoảng vài nghìn volt.
_ Kết quả thí nghiệm:
Khi áp suất trong ống bằng áp suất khí quyển, trong ống không có dòng điện.
Khi áp suất giảm đến khoảng 100mmHg, có một dải sáng hồng xuất hiện giữa hai điện cực : dòng điện đã đi qua ống. Áp suất càng giảm, dải sáng hồng
Khi áp suất giảm xuống còn khoảng 10mmHg, đầu của dải sáng hồng tách ra khỏi catốt.
Khi áp suất vào khoảng 1mmHg đến 0,01mmHg, hiệu điện thế giữa hai cực khoảng vài trăm volt (hoặc nhỏ hơn nữa) thì sẽ có sự phóng điện thành miền : ở phần mặt catốt có một miền tối gọi là miền tối catốt; phần còn lại của ống, cho đến anốt, là miền sáng gọi là cột sáng anốt.
Bạn có biết nguyên nhân nào dẫn tới sự hình thành miền tối catốt và cột sáng anốt không???
** Nguyên nhân là:
Lúc đầu, do nhiều nguyên nhân khác nhau của các tác nhân ion hóa, không khí luôn luôn bị ion hóa và bên trong ống đã có sẵn 1 số ion. Nhờ có sự giảm điện thế lớn ở miền tối catốt mà các ion dương thu được một động năng lớn khi chuyển động đến catốt. Các e do tác dụng của lực điện trường đi về phía anốt. Vì áp suất trong ống thấp nên các e đó vượt qua được khoảng dài mà chưa va chạm với các phân tử khí. Do đó hình thành miền tối catốt.
Sau khi vượt qua miền tối catốt, các e lại thu được động năng lớn đủ để có thể làm ion hóa các phân tử khí khi va chạm. Các e này ion hóa, kích thích các phần tử khí, kết hợp với các ion dương. Các quá trình này có kèm sự phát quang, tạo cột sáng anốt.
Như vậy: bản chất hiện tượng phóng điện trong khí kém là sự ion hóa do va chạm và bắn e từ catốt khi cực này bị các ion dương đập vào.
b) Ứng dụng : dùng để chế tạo đèn ống, màu sắc của ánh sáng do đèn ống phát ra phụ thuộc vào bản chất khí trong ống.
Vd: khí neon phát ánh sáng màu đỏ, hơi thủy ngân phát ánh sáng màu xanh lam…
Film: ứng dụng của sự phóng điện thành miền trong việc tạo đèn ống huỳnh quang.
ống catốt có lớp bột huỳnh quang
2) Tia catốt (tia âm cực) :
a) Định nghĩa : Khi áp suất trong ống phóng điện khoảng 0,01mmHg đến 0,001mmHg thì miền tối catốt choán đầy ống, ở thành thủy tinh đối diện với catốt phát ra ánh sáng màu lục hơi vàng, khi đó, các electron bắn ra từ catốt (do các ion dương, có sẵn trong ống nhờ tác động của của ánh sáng Mặt Trời, tia vũ trụ, . . . tới đập vào anốt) sẽ chuyển động từ catốt sang anốt, do tác dụng của điện trường trong ống, mà không va chạm với các phân tử khí. Ta có một dòng electron phát ra từ catốt gọi là tia catốt (hay tia âm cực).
ống tia catốt nguội
b) Tính chất của tia catốt :
- Truyền thẳng nếu không chịu tác dụng của điện trường hoặc từ trường.
- Phát ra theo phương vuông góc với mặt catốt.
- Có năng lượng.
- Có thể xuyên qua các lá kim loại mỏng (có chiều dày từ 0,003 - 0,03mm); có tác dụng lên kính ảnh và có khả năng ion hóa chất khí.
- Làm phát quang một số chất.
- Bị lệch trong điện trường và từ trường.
- Tia catốt (nói chung chùm electron có vận tốc lớn) khi đập vào vật có nguyên tử lượng lớn thì bị hãm lại và làm phát ra tia Rơnghen (tia X).
Chúng ta cùng xem thí nghiệm cho thấy một số tính chất của tia catốt nha!
click here.
click here.
III) Các dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường :
1) Tia lửa điện :
a) Định nghĩa : Khi giữa hai điện cực đặt trong không khí có một hiệu điện thế lớn (điện trường rất mạnh, cường độ khoảng 3.105V/m) thì sẽ xuất hiện sự phóng điện hình tia, còn gọi là tia lửa điện.
Mô hình tia lửa điện
Mô hình tia lửa điện
b) Tính chất :
- Không có hình dạng nhất định, thường là một chùm tia dích dắc, có nhiều nhánh.
- Thường kèm theo tiếng nổ, trong không khí sinh ra ôzôn có mùi khét.
- Gián đoạn, không liên tục.
- Trong quá trình phóng điện, ngoài sự ion hóa do va chạm, còn có sự ion hóa chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.
Tia lửa điện phóng ra từ cuộn tesla
Mời các bạn xem film sau:
film 1
film 2
film 3
b) Sét : là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với mặt đất.
Hiệu điện thế gây ra sét : 108V - 109V
Cường độ dòng điện trong sét : 10000A - 50000A Sự phát sinh tia lửa của sét làm áp suất không khí tăng đột ngột gây ra tiếng nổ gọi là tiếng sấm (nếu phóng điện giữa hai đám mây) hoặc tiếng sét (nếu phóng điện giữa đám mây với mặt đất)
2) Hồ quang điện :
Hiện tượng hồ quang điện :
Đặt một hiệu điện thế 40V - 50V vào hai đầu hai thanh than.
Thoạt tiên, để hai đầu thanh than chạm nhau, sau đó tách chúng ra một khoảng ngắn; quan sát thấy :
- Ở hai đầu than, tức cực dương và cực âm của hồ quang, phát ra ánh sáng chói lòa.
- Giữa hai cực có một lưỡi liềm sáng yếu hơn, do khí than bị đốt cháy.
- Cực dương bị ăn mòn và hơi lõm vào.
2) Hồ quang điện :
a) Hiện tượng hồ quang điện :
b) Đặc điểm của hồ quang :
- Cường độ dòng điện trong mạch đạt hàng chục ampère.
- Có thể xuất hiện giữa các điện cực bằng kim loại.
- Nhiệt độ rất cao, từ 2500oC đến 8000oC (tuỳ vào bản chất của các điện cực).
c) Ứng dụng của hồ quang : hàn điện; nấu chảy kim loại, điều chế hợp kim; thực hiện các phản ứng hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao; dùng làm các nguồn ánh sáng mạnh (đèn chiếu, đèn biển, . . .).
Ứng dụng của hồ quang film
Một số thí nghiệm khác của hồ quang film
3) Platma :
a) Định nghĩa : Platma là trạng thái của khí bị ion hóa một phần hoặc toàn phần; là một trạng thái thứ tư của vật chất.
b) Các nguyên nhân tạo thành :
- Do tác dụng của các loại bức xạ.
- Bị các hạt mang điện có vận tốc lớn bắn phá.
- Do có sự va chạm giữa các nguyên tử và phân tử chuyển động rất nhanh (ở một nhiệt độ đủ cao).
d) Ứng dụng :
Trong các đèn ống, sự phát quang của platma trong cột sáng dương cực được ứng dụng để làm nguồn sáng.
Platma phóng điện trong chất khí dùng trong các máy phát lade khí.
Platmôtôn (máy phát platma) dùng để khoan, cắt, hàn kim loại và các loại đá cứng.
Dùng platma ở nhiệt độ cao (hàng chục triệu độ) để thực hiện phản ứng nhiệt hạch có điều khiển.
THỰC HIỆN :
HUỲNH THỊ THANH TRÀ
ĐẶNG HẢI NHƯ
TRẦN KHẮC TIẾN
HỌC SINH LỚP 11 CHUYÊN LÝ – NĂM HỌC 2009-2010
THỰC HIỆN :
HUỲNH THỊ THANH TRÀ
ĐẶNG HẢI NHƯ
TRẦN KHẮC TIẾN
HỌC SINH LỚP 11 CHUYÊN LÝ – NĂM HỌC 2009-2010
KIẾN THỨC CŨ
1. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng c?a..
A. Ion dương và ion âm ngược chiều điện trường.
B. Ion dương và ion âm theo chiều điện trường.
C. Ion dương cùng chiều và ion âm ngược chiều điện trường.
D. Ion dương ngược chiều và ion âm cùng chiều điện trường.
2. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại với :
C. Hai điện cực là kim loại của muối
B. Catốt là kim loại của muối
A. Anốt là kim loại của muối
D. A,C đều đúng .
E. B,C đều đúng .
KIẾN THỨC CŨ
Phân biệt bản chất dòng điện trong kim loại, trong chân không và trong chất điện phân ?
Trong kim loại : là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do (có sẵn trong kim loại) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Trong chất điện phân : là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương và ion âm (có sẵn trong chất điện phân) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Trong chất chân không : là dòng chuyển dời có hướng của các electron (được bức xạ nhiệt từ catot) dưới tác dụng của điện trường ngoài.
KIẾN THỨC CŨ
Bài 14
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Nội dung bài học:
Dòng điện trong chất khí:
1. Sự phóng điện trong chất khí - Bản chất dòng điện trong chất khí.
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế - Sự dẫn điện tự lực và không tự lực.
II. Sự phóng điện trong khí kém - Tia catốt:
1. Sự phóng điện trong khí kém.
2. Tia catốt.
III. Các dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường:
1. Tia lửa điện.
2. Hồ quang điện.
3. Platma.
I. Dòng điện trong chất khí:
1. Sự phóng điện trong chất khí – Bản chất dòng điện trong chất khí:
Chúng ta cùng xem thí nghiệm sau…
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghiệm :
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghiệm :
Sau khi quan sát, bạn có rút ra kết luận gì không?
Khi mắc 2 bản của tụ điện đã tích điện vào tĩnh điện kế, nếu không khí đủ khô, tĩnh điện kế cho thấy hiệu điện thế giữa hai bản tụ hầu như không thay đổi. Vậy không khí ở điều kiện thường là điện môi.
+
+
+
+
-
-
-
-
Đặt một ngọn lửa đèn cồn giữa 2 bản tụ, tĩnh điện kế cho thấy, hiệu điện thế giữa 2 bản tụ giảm nhanh. Suy ra, tụ điện đã phóng điện và đã có dòng điện chạy trong không khí giữa 2 bản tụ. Vậy không khí đốt nóng đã trở nên dẫn điện.
Giải thích và kết luận:
Trong điều kiện bình thường, chất khí hầu như hoàn toàn gồm những nguyên tử hay phân tử trung hòa về điện; do đó chất khí là điện môi.
Dưới tác dụng của các tác nhân ion hóa
Một số e mới được tạo thành chuyển động tự do, hỗn độn
Một số e kết hợp với nguyên tử, phân tử trung hòa tạo ion âm
Trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện: e, ion âm, ion dương
Một số nguyên tử hoặc phân tử khí bị mất bớt e, trở thành ion dương
ION HÓA
TÁI HỢP
Phân tử trung hòa
Electron
Ion dương
Ion âm
Nếu tác nhân ion hóa không thay đổi thì sẽ xảy ra trạng thái cân bằng động giữa hai quá trình ion hóa chất khí và tái hợp (trong một đơn vị thời gian số hạt mang điện được tạo ra bởi sự ion hóa bằng số hạt mang điện tái hợp lại thành phân tử hay nguyên tử trung hòa), mật độ hạt mang điện tạo ra trong chất khí không thay đổi
Khi không có điện trường ngoài, các electron và các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn nên không có dòng điện qua chất khí.
Khi có điện trường ngoài, các electron và các ion chịu tác dụng của lực điện trường nên sẽ chuyển dời có hướng (ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn) về các điện cực sinh ra dòng điện trong chất khí.
Vậy : Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm và các electron ngược chiều điện trường.
Chúng ta quan sát các hiện tượng sau:
hiện tượng 1
hiện tượng 2: gọi là hiện tượng gió ion
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế - Sự dẫn điện tự lực và không tự lực :
Khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I chạy qua ống hiệu điện thế U khi có tác nhân ion hóa bằng dụng cụ như hình
I
Ibh
O
UC
UAK
Đặc tuyến volt-ampère
Ub
Khi UAK = 0 : không có dòng điện qua ống
(I = 0)
Khi UAK 0 : có dòng điện chạy qua ống
(I 0)
Khi UAK còn nhỏ : một số hạt mang điện về đến các điện cực, một số hạt vẫn kết hợp với nhau khi gặp nhau trên đường đi của mình để trở thành phân tử trung hòa.
Khi UAK tăng : số hạt mang điện về đến các điện cực tăng, dòng điện I cũng tăng.
Khi tăng UAK đến một giá trị nào đó (Ub) thì tất cả các hạt mang điện do tác nhân ion hóa tạo ra đều về đến các điện cực.
Lúc đó mặc dù tiếp tục tăng UAK, I vẫn không tăng, ta nói dòng điện đã đạt giá trị bão hòa Ibh. Lúc này, nếu tắt tác nhân ion hóa thì dòng điện cũng tắt, ta nói chất khí dẫn điện không tự lực
Khi tăng UAK đến một giá trị UC nào đó thì I tăng rất nhanh khi tăng UAK; lúc này cho dù tắt tác nhân ion hóa, dòng điện vẫn được duy trì, ta nói chất khí dẫn điện tự lực.
Bạn có biết là tại sao không????
Nguyên nhân là do lúc này cường độ điện trường trong chất khí là rất lớn, các electron thu được động năng rất lớn khi va chạm với các phân tử sẽ làm cho các phân tử bị ion hóa (gọi là ion hóa do va chạm), sau mỗi va chạm lại xuất hiện thêm một electron nữa (cùng với một ion dương).
Hai electron này thu được động năng lớn lại tiếp tục làm ion hóa các phân tử khác, . . ., cứ như thế làm cho số hạt mang điện trong chất khí tăng lên rất nhanh.
Mô hình mô tả đơn giản hiện tượng trên:
Mô hình mô tả đơn giản hiện tượng trên:
Quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng.
Lý do là khi electron đến va chạm với phân tử khí hoặc ion dương thì năng lượng mà chúng nhận được có thể được giải phóng dưới dạng ánh sáng.
II. Sự phóng điện trong không khí kém – Tia Cathode:
Sự phóng điện trong khí kém:
a. Sự phóng điện thành miền:
_ Dụng cụ thí nghiệm:
Ống phóng điện, có nối với một bơm hút để có thể làm giảm áp suất trong ống.
Hiệu điện thế giữa 2 cực của ống khoảng vài nghìn volt.
_ Kết quả thí nghiệm:
Khi áp suất trong ống bằng áp suất khí quyển, trong ống không có dòng điện.
Khi áp suất giảm đến khoảng 100mmHg, có một dải sáng hồng xuất hiện giữa hai điện cực : dòng điện đã đi qua ống. Áp suất càng giảm, dải sáng hồng
Khi áp suất giảm xuống còn khoảng 10mmHg, đầu của dải sáng hồng tách ra khỏi catốt.
Khi áp suất vào khoảng 1mmHg đến 0,01mmHg, hiệu điện thế giữa hai cực khoảng vài trăm volt (hoặc nhỏ hơn nữa) thì sẽ có sự phóng điện thành miền : ở phần mặt catốt có một miền tối gọi là miền tối catốt; phần còn lại của ống, cho đến anốt, là miền sáng gọi là cột sáng anốt.
Bạn có biết nguyên nhân nào dẫn tới sự hình thành miền tối catốt và cột sáng anốt không???
** Nguyên nhân là:
Lúc đầu, do nhiều nguyên nhân khác nhau của các tác nhân ion hóa, không khí luôn luôn bị ion hóa và bên trong ống đã có sẵn 1 số ion. Nhờ có sự giảm điện thế lớn ở miền tối catốt mà các ion dương thu được một động năng lớn khi chuyển động đến catốt. Các e do tác dụng của lực điện trường đi về phía anốt. Vì áp suất trong ống thấp nên các e đó vượt qua được khoảng dài mà chưa va chạm với các phân tử khí. Do đó hình thành miền tối catốt.
Sau khi vượt qua miền tối catốt, các e lại thu được động năng lớn đủ để có thể làm ion hóa các phân tử khí khi va chạm. Các e này ion hóa, kích thích các phần tử khí, kết hợp với các ion dương. Các quá trình này có kèm sự phát quang, tạo cột sáng anốt.
Như vậy: bản chất hiện tượng phóng điện trong khí kém là sự ion hóa do va chạm và bắn e từ catốt khi cực này bị các ion dương đập vào.
b) Ứng dụng : dùng để chế tạo đèn ống, màu sắc của ánh sáng do đèn ống phát ra phụ thuộc vào bản chất khí trong ống.
Vd: khí neon phát ánh sáng màu đỏ, hơi thủy ngân phát ánh sáng màu xanh lam…
Film: ứng dụng của sự phóng điện thành miền trong việc tạo đèn ống huỳnh quang.
ống catốt có lớp bột huỳnh quang
2) Tia catốt (tia âm cực) :
a) Định nghĩa : Khi áp suất trong ống phóng điện khoảng 0,01mmHg đến 0,001mmHg thì miền tối catốt choán đầy ống, ở thành thủy tinh đối diện với catốt phát ra ánh sáng màu lục hơi vàng, khi đó, các electron bắn ra từ catốt (do các ion dương, có sẵn trong ống nhờ tác động của của ánh sáng Mặt Trời, tia vũ trụ, . . . tới đập vào anốt) sẽ chuyển động từ catốt sang anốt, do tác dụng của điện trường trong ống, mà không va chạm với các phân tử khí. Ta có một dòng electron phát ra từ catốt gọi là tia catốt (hay tia âm cực).
ống tia catốt nguội
b) Tính chất của tia catốt :
- Truyền thẳng nếu không chịu tác dụng của điện trường hoặc từ trường.
- Phát ra theo phương vuông góc với mặt catốt.
- Có năng lượng.
- Có thể xuyên qua các lá kim loại mỏng (có chiều dày từ 0,003 - 0,03mm); có tác dụng lên kính ảnh và có khả năng ion hóa chất khí.
- Làm phát quang một số chất.
- Bị lệch trong điện trường và từ trường.
- Tia catốt (nói chung chùm electron có vận tốc lớn) khi đập vào vật có nguyên tử lượng lớn thì bị hãm lại và làm phát ra tia Rơnghen (tia X).
Chúng ta cùng xem thí nghiệm cho thấy một số tính chất của tia catốt nha!
click here.
click here.
III) Các dạng phóng điện trong không khí ở điều kiện thường :
1) Tia lửa điện :
a) Định nghĩa : Khi giữa hai điện cực đặt trong không khí có một hiệu điện thế lớn (điện trường rất mạnh, cường độ khoảng 3.105V/m) thì sẽ xuất hiện sự phóng điện hình tia, còn gọi là tia lửa điện.
Mô hình tia lửa điện
Mô hình tia lửa điện
b) Tính chất :
- Không có hình dạng nhất định, thường là một chùm tia dích dắc, có nhiều nhánh.
- Thường kèm theo tiếng nổ, trong không khí sinh ra ôzôn có mùi khét.
- Gián đoạn, không liên tục.
- Trong quá trình phóng điện, ngoài sự ion hóa do va chạm, còn có sự ion hóa chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.
Tia lửa điện phóng ra từ cuộn tesla
Mời các bạn xem film sau:
film 1
film 2
film 3
b) Sét : là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với mặt đất.
Hiệu điện thế gây ra sét : 108V - 109V
Cường độ dòng điện trong sét : 10000A - 50000A Sự phát sinh tia lửa của sét làm áp suất không khí tăng đột ngột gây ra tiếng nổ gọi là tiếng sấm (nếu phóng điện giữa hai đám mây) hoặc tiếng sét (nếu phóng điện giữa đám mây với mặt đất)
2) Hồ quang điện :
Hiện tượng hồ quang điện :
Đặt một hiệu điện thế 40V - 50V vào hai đầu hai thanh than.
Thoạt tiên, để hai đầu thanh than chạm nhau, sau đó tách chúng ra một khoảng ngắn; quan sát thấy :
- Ở hai đầu than, tức cực dương và cực âm của hồ quang, phát ra ánh sáng chói lòa.
- Giữa hai cực có một lưỡi liềm sáng yếu hơn, do khí than bị đốt cháy.
- Cực dương bị ăn mòn và hơi lõm vào.
2) Hồ quang điện :
a) Hiện tượng hồ quang điện :
b) Đặc điểm của hồ quang :
- Cường độ dòng điện trong mạch đạt hàng chục ampère.
- Có thể xuất hiện giữa các điện cực bằng kim loại.
- Nhiệt độ rất cao, từ 2500oC đến 8000oC (tuỳ vào bản chất của các điện cực).
c) Ứng dụng của hồ quang : hàn điện; nấu chảy kim loại, điều chế hợp kim; thực hiện các phản ứng hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao; dùng làm các nguồn ánh sáng mạnh (đèn chiếu, đèn biển, . . .).
Ứng dụng của hồ quang film
Một số thí nghiệm khác của hồ quang film
3) Platma :
a) Định nghĩa : Platma là trạng thái của khí bị ion hóa một phần hoặc toàn phần; là một trạng thái thứ tư của vật chất.
b) Các nguyên nhân tạo thành :
- Do tác dụng của các loại bức xạ.
- Bị các hạt mang điện có vận tốc lớn bắn phá.
- Do có sự va chạm giữa các nguyên tử và phân tử chuyển động rất nhanh (ở một nhiệt độ đủ cao).
d) Ứng dụng :
Trong các đèn ống, sự phát quang của platma trong cột sáng dương cực được ứng dụng để làm nguồn sáng.
Platma phóng điện trong chất khí dùng trong các máy phát lade khí.
Platmôtôn (máy phát platma) dùng để khoan, cắt, hàn kim loại và các loại đá cứng.
Dùng platma ở nhiệt độ cao (hàng chục triệu độ) để thực hiện phản ứng nhiệt hạch có điều khiển.
THỰC HIỆN :
HUỲNH THỊ THANH TRÀ
ĐẶNG HẢI NHƯ
TRẦN KHẮC TIẾN
HỌC SINH LỚP 11 CHUYÊN LÝ – NĂM HỌC 2009-2010
THỰC HIỆN :
HUỲNH THỊ THANH TRÀ
ĐẶNG HẢI NHƯ
TRẦN KHẮC TIẾN
HỌC SINH LỚP 11 CHUYÊN LÝ – NĂM HỌC 2009-2010
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Trọng Nhân
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)