РЕКОМЕНДАЦІЇ В ЯКИХ КЛАСАХ ТА ПРИ ВИВЧЕНІ ЯКИХ РОЗДІЛІВ ФІЗИКИ МОЖНА ВИКОРИСТОВУВАТИ ПІДІБРАНИЙ МАТЕРІАЛ
Таблиця 3.1 – Теми нової навчальної програми з фізики до яких відносяться розділи та підрозділи позаурочних занять
| Клас | Тема | № Розділу і підрозділу | ||
| 10 | «Рідкі кристали та їх властивості», «Люмінесценція» | 2.1 Дисплеї 2.1.1 Дисплей електронно- променевий 2.1.2 Дисплей плоский | ||
| 11 | «Власна і домішкова провідність напівпровідників», «Застосування напівпровідникових приладів» | 2.2 Процесори 2.2.1 Техпроцес 2.2.2 Розмір КЕШа 2.2.3 Тактова частота 2.2.4 Два ядра і Hyper-Treading 2.2.5 NX/XD-BIT. Набори інструкцій 2.2.6 Вибір процесора 2.3 Флеш-пам’ять 2.3.1 Що таке flash-пам'ять? 2.3.2 ROM 2.3.3 NVRWM: EPROM 2.3.4 Організація flash-пам'яті 2.3.5 Загальний принцип роботи елемента флеш-пам’яті 2.3.6 Багаторівневі елементи (MLC – Multi Level Cell) | ||
| 11 | «Магнітний запис інформації» | 2.4 Магнітний запис інформації 2.4.1 4,4 Мегабайта вагою в тонну 2.4.2 Механіка HDD 2.4.3 Електроніка HDD 2.4.4 Різноманітність видів HDD 2.4.5 Гучні імена виробників HDD 2.4.6 Перпендикулярні перспективи 2.4.7 SSD проти HDD 2.4.8 Перпендикулярний Hitachi | ||
| 11 | «Квантові генератори та їх застосування»
| 2.5 Прилади, в яких використовується лазер 2.5.1 Мирний лазер | ||
| 11 | «Квантові генератори та їх застосування»
| 2.5.2 Як все починалося 2.5.3 Історія невидимки 2.5.4 Компакт-диск 2.5.5 Усередині оптичного привода 2.5.6 Вибираємо привод 2.5.7 Майбутнє сьогодні 2.5.8 Оптичний принцип запису та зчитування інформації 2.5.9 CD і DVD-ROM2.5.10 Технологія Blu-Ray – наступник DVD 2.5.10 Технологія Blu-Ray – наступник DVD 2.5.11 Вік голографії 2.5.12 Фізичний принцип роботи лазерного принтера 2.5.13 Стисла історія розвитку лазерного принтера 2.5.14 Формування зображення 2.5.15 Принцип дії 2.5.16 Кольоровий друк 2.5.17 Основні характеристики лазерних принтерів 2.5.18 Фізичні процеси 2.5.19 Технологія виготовлення фоторецепторів 2.5.20 Зарядка 2.5.21 Види коротронів 2.5.22 Формування зображення 2.5.23 Експонування 2.5.24 Прояв 2.5.25 Перенесення 2.5.26 Відділення 2.5.27 Закріплення 2.5.28 Очищення 2.5.29 Фотобарабан 2.5.30 Лазер 2.5.31 Напівпровідникові лазери | ||
Даний курс факультативу можна розбити на 10 занять, як показано у табл. 3.2. Кожне заняття за часом займає дві години з 15-ти хвилинною перервою та проводиться один раз за два тижня. Враховуючи те, що тема основного курсу з фізики, яка відповідає першому розділу факультативного курсу, починається приблизно у жовтні, то з урахуванням святкових днів, даний курс закінчується на початку березня.
|
|
|
Таблиця 3.2 – План позаурочних занять
| № Заняття | № Розділів та підрозділів факультативного курсу |
| 1 | 2.1, 2.1.1, 2.1.2 |
| 2 | 2.2, 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4, 2.2.5, 2.2.6 |
| 3 | 2.3, 2.3.1, 2.3.2, 2.3.3 |
| 4 | 2.3.4, 2.3.5, 2.3.6 |
| 5 | 2.4, 2.4.1, 2.4.2 |
| 6 | 2.4.3, 2.4.4, 2.4.5, 2.4.6, 2.4.7, 2.4.8 |
| 7 | 2.5, 2.5.1, 2.5.2, 2.5.3, 2.5.4 |
| 8 | 2.5.5, 2.5.6, 2.5.7, 2.5.8, 2.5.9, 2.5.10, 2.5.10, 2.5.11 |
| 9 | 2.5.12, 2.5.13, 2.5.14, 2.5.15, 2.5.16, 2.5.17 |
| 10 | 2.5.18, 2.5.19, 2.5.20, 2.5.21, 2.5.22, 2.5.23, 2.5.24, 2.5.25, 2.5.26, 2.5.27, 2.5.28, 2.5.29, 2.5.30, 2.5.31 |
ВИСНОВКИ
|
|
|
Результати роботи полягають у наступному:
1. Вдалось з’ясувати переваги та недоліки різних форм позакласної роботи. Найпродуктивнішим та досконалим виявилось проведення факультативних занять з фізики у школі.
2. Був знайдений матеріал про сучасні технології, які можна використовувати на позаурочних заняттях з фізики.
3. Розроблено елементи методичного посібника для проведення позаурочних курсів з фізики, який містить цікаві матеріали про сучасні технології, які використовуються в комп’ютерній техніці.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Вахольский Б.М. Факультативные занятия «Основы электроники» в старших классах средней школы / Б.М. Вахольский, Г.И. Рах. – Ростов-на-Дону: Редакционно-издательский совет Ростовского-на-Дону (головного) государственного педагогического института, 1973. – 143 с.
2. Внеурочная работа по физике / О.Ф. Кабардин, Э.М. Браверман, Г.Р. Глущенко и др.; Под ред. О.Ф. Кабардина. – М.: Просвещение, 1983. – 223 с.
|
|
|
3. Колесниченко О. Лазерные принтеры. Взгляд на принтер изнутри. Технология лазерной печати / О. Колесниченко, М. Шарыгин, И. Шишигин // Техника молодежи. – 2004. – № 6. – С. 42 – 74.
4. Ланина И.Я. Внеклассная работа по физике / И.Я. Ланина. – М.: Просвещение, 1977. – 224 с.
5. Ланина И.Я. Не уроком единым. Развитие интереса к физике / И.Я. Ланина. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.
6. Талан А.В. Все блины комом. Разбираем жесткий диск по полочкам / А.В. Талан // Лучшие компьютерные игры. – 2006. – №56. – С. 202-204.
7. Талан А.В. Мирный лазер / А.В. Талан // Лучшие компьютерные игры. – 2006. – №57. – С. 208-210.
8. http://www.ixbt.com/storage.shtml – 15.11.2008.
9. http://www.krugosvet.ru; Онлайн Енциклопедія. –19.11.2008.
10. http://microlux.bsolution.net – 21.03.2009.
11. http://www.pctechguide.com – 25.03.2009.
Додаток А
Напівпровідники
А.1 Теорія напівпровідників
Дія електронних ламп заснована на керуванні струмом електронів, що йдуть від електрода (катода), що нагрівається, до електрода, що збирає (анода). Катод нагрівається окремим нагрівальним елементом. Для роботи такого пристрою потрібна значна кількість електроенергії.
У напівпровідниках не потрібно підводити енергію до нагрівача, щоб одержати вільні електрони, а збираючі електроди можуть працювати при вельми низьких напругах.
|
|
|
Опір напівпровідників можна контрольовано змінювати. Це здійснюється шляхом легування напівпровідника іншими хімічними елементами. Більш того, вибираючи той або інший матеріал для легування, можна задавати потрібний вид носіїв електричного заряду (позитивні або негативні). Пояснимо цю думку.
Всі хімічні елементи, що зустрічаються в природі, можна розташувати в послідовний ряд по числу позитивних зарядів, починаючи з водню, що має один позитивний заряд в ядрі атома (заряд одного протона), і закінчуючи ураном з 92 протонами. Позитивний заряд ядра компенсується оболонками оточуючих його електронів. Електрони внутрішніх оболонок досить міцно зв'язані з ядром. Електрони ж зовнішньої оболонки зв'язані слабкіше; як валентні електрони вони можуть брати участь в хімічних процесах, а як електрони провідності – переносити електричний заряд (електричний струм в металах є потік електронів). У таких металах, як мідь, електрони зовнішніх оболонок практично вільні і під впливом дуже слабкого електричного поля здатні переносити колосальні струми. Зовнішні електрони в діелектриках зв'язані міцно, тому діелектрики практично не проводять електрики. Напівпровідники – це проміжний випадок. Згідно фундаментальному постулату фізики, званому рівнянням Больцмана, число N частинок з енергією Е дається формулою
, (А.1)
де A – константа, що характеризує матеріал, k – стала Больцмана ( 
еВ/К), а T – абсолютна температура в кельвінах (К). Звідси видно, що чим міцніше зв'язок і нижче температура, тим менше звільняється електронів. Якщо в кремній, який є чотирьохвалентним, домішати фосфор, сурму або миш'як, кожен атом яких має п'ять валентних електронів, то один електрон легувальної домішки буде зайвим. Цей надлишковий електрон зв'язаний слабко і легко може діяти як електрон провідності. Якщо ж в кремній ввести бор, галій або алюміній, кожен атом яких має три валентні електрони, то для утворення всіх зв'язків бракуватиме одного електрона. В цьому випадку перенесення струму визначається електронними вакансіями, або «дірками». Насправді електрони під впливом електричного поля перескакують від одного вакантного зв'язку до іншого, що можна розглядати як переміщення дірок в протилежному напрямі. Електричний струм при цьому напрямлений так само, як і у разі електронів. Відповідно до закону n = p = N/2 можна довільно змінювати число електронів n або дірок p в одиниці об'єму напівпровідника, задаючи потрібне число надмірних донорів або акцепторів електронів. Напівпровідники, в яких електронів більше, ніж дірок, називаються напівпровідниками n-типу (рис. А.2), а напівпровідники, в яких більше дірок, –напівпровідниками p-типу (рис. А.3). Ті носії, яких більше, називаються основними носіями, а яких менше – неосновними. Межа, що відокремлює в кристалі ділянку p-типу від ділянки n-типу, називається p-n-переходом.
Типовий представник напівпровідників наведено на рисунку А.1
Рисунок А.1 – Електронні оболонки атома кремнію, типового напівпровідникового матеріалу
В утворенні хімічних зв'язків і в процесі провідності можуть брати участь тільки чотири електрони зовнішньої оболонки (темні кружки), звані валентними електронами. Десять внутрішніх електронів (світлі кружки) в таких процесах не беруть участі.
Рисунок А.2 – Напівпровідник n - типу
Рисунок А.3 – Напівпровідник р -типу
А.2 p-n перехід
У з’єднаних разом шматочках напівпровідників n і p-типу найближчі до межі електрони переходитимуть з n-ділянки до p-ділянки, а найближчі дірки – назустріч їм, з p-ділянки в n-ділянки. Сам перехід буде утворений з позитивно заряджених донорів, що втратили свої електрони, на n-стороні, і з негативно заряджених акцепторів, що втратили свої дірки, на p-стороні.
Рисунок А.4 – p-n-перехід
При цьому перехід уподібнюється зарядженому конденсатору, на обкладинках якого є деяка напруга. Перетікання електронів і дірок через перехід припиняється, як тільки заряджені іони створять на ньому напругу, рівну і протилежну контактному потенціалу (напрузі), обумовленому відмінністю знаку надмірного заряду в напівпровіднику. Якщо на перехід подати відповідну зовнішню напругу, то іонізуються (втрачають свої електрони і дірки) додаткові донори і акцептори, причому в такій кількості, що перехід тільки-тільки підтримує прикладену напругу.
Цінність переходу в тому, що він дозволяє керувати потоком електронів або дірок, тобто струмом. Візьмемо типовий випадок, коли p-сторона сильно легована, а n-сторона легована значно слабкіше. Якщо на перехід подати таку напругу, при якій p-сторона позитивна, а n-сторона негативна, то зовнішня напруга компенсуватиме внутрішню, тобто знизить внутрішній бар'єр переходу і тим самим зробить можливим перетікання великих кількостей основних носіїв (дірок) через бар'єр. Так, подаючи невелику напругу в «прямому» напрямі, можна керувати великими струмами. Якщо змінити знак зовнішньої напруги на зворотний (так, щоб p-сторона була негативна, а n-сторона – позитивна), то вона ще більше підвищить внутрішній бар'єр і повністю перекриє потік основних носіїв. (Правда, невеликій кількості неосновних носіїв легше перетікати через бар'єр.) Якщо поступово підвищувати «зворотну» напругу, то врешті-решт відбудеться електричний пробій, і перехід може виявитися пошкодженим через перегрів. Фактична пробивна напруга залежить від вигляду і ступеня легування слабо легованої сторони переходу. У пристроях різної конструкції пробивна напруга може змінюватися від 1 до 15 000 В.
Таким чином, одиночний p-n-перехід може слугувати випрямлячем, який проникний для струму в одному напрямі і не проникний в протилежному. У прямому напрямі можливі дуже великі струми при напрузі менше 1 В; у зворотному ж напрямі при напругах нижче за пробивну можливі лише струми порядку пікоампера ( 
А). Потужні випрямлячі можуть працювати при струмах близько 5000 А, тоді як в пристроях для керування сигнальними струмами струми звичайно не перевищують декількох міліампер.
Приклад використання p-n-переходу – транзистор.
Рисунок А.5 – Транзистор з p-n-переходом типу n-p-n
На рис. А.5 показані емітер, колектор і база. Товщина p-шару сильно збільшена. Транзистори такого типу застосовуються як підсилювачі.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 213; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!