вакуум является диэлектриком потому что
Является ли вакуум диэлектриком?
При проведении лабораторных исследований изучаемые образцы иногда помещают в особую камеру, из которой откачивается воздух. Применение вакуумного насоса полностью останавливает окисление, что позволяет, например, заметно улучшить условия просушивания материалов. Кроме того, абсолютная пустота надёжно защищает образцы от акустического воздействия. Но можно ли считать созданный в камере вакуум еще и диэлектриком? Чтобы правильно ответить на этот вопрос, стоит вспомнить о сущности некоторых физических явлений.
Два варианта упорядоченного движения заряженных частиц
Строго говоря, диэлектриками и проводниками принято называть какие-либо вещества. Вакуум, как известно – это пустота. В идеальном варианте в нём нет ни атомов, ни молекул. Поэтому есть смысл немного изменить исходный вопрос, сформулировав его так: способен ли электрический ток проходить сквозь вакуум?
Типичный проводник, например, медь, состоит из атомов со свободными электронами. Такое название этих элементарных частиц обусловлено их слабой связью с ядром. Под воздействием электрического поля они способны «перескочить» на соседний атом, становясь частью упорядоченного движения, которое и называется током. Совершенно очевидно, что в вакууме подобные явления происходить не могут. Поэтому проводником пустота точно не является. Но и диэлектриком в полном смысле этого слова считать её всё-таки тоже нельзя. Дело в том, есть и другой вариант упорядоченного движения заряженных частиц, при котором наличие вакуума является не преградой, а необходимым условием.
Термоэлектронная эмиссия
Если откачать воздух из герметичного стеклянного сосуда, а затем подключить к расположенным на его двух противоположных концах клеммам провода, присоединенные к обычному аккумулятору, ничего не произойдёт. В этом случае ток действительно не сможет пройти сквозь вакуум.
Это явление позволило создать первые диоды и триоды, а затем и более сложные устройства. И хотя сегодня шкафы сушильные управляются обычно полупроводниковой электроникой, вакуумные приборы всё еще находят себе применение. У них есть целый ряд присущих только им позитивных качеств.
Волновые сопротивления, волновые числа и углы преломления различных сред
 | (3.11) |
Как правило, при расчете коэффициентов отражения и преломления находить численное значение волнового сопротивления вакуума не требуется. Оно входит в качестве сомножителя в формулы для волновых сопротивлений иных граничащих сред и сокращается при расчете.
Волновое число волны в вакууме также является действительным:
 | (3.12) |
Очевидно, что вакуумом может быть только одна среда, участвующая в отражении. Поэтому анализ применимости второго закона Снеллиуса не имеет смысла.
Диэлектрик.По определению диэлектрик — это среда, электропроводность которой равна нулю, то есть потери отсутствуют. Кроме того, относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика больше единицы. Отличаться от единицы может и относительная магнитная проницаемость. Поэтому волновое сопротивление диэлектрика определяется соотношением:
 | (3.13) |
Формула (3.11) показывает, что волновое сопротивление немагнитной среды не может быть больше волнового сопротивления вакуума. Это обусловлено тем, что относительная диэлектрическая проницаемость всегда не меньше единицы.
Формула для расчета волнового числа диэлектрика примет вид:
 | (3.14) |
Так как потери в граничащих средах отсутствуют, второй закон Снеллиуса применяется без ограничений.
Несовершенный диэлектрик.Это среда, электропроводность которой больше нуля, однако токи проводимости значительно меньше токов смещения. Будем полагать, что для несовершенного диэлектрика выполняется условие tg δ 2 будут выполняться следующие равенства:
 |
Для расчета волнового сопротивления несовершенного диэлектрика может быть использована следующая формула:
 | (3.15) |
Из формулы (3.15) следует, что при расчете коэффициентов отражения и преломления несовершенного диэлектрика комплексным характером волнового сопротивления несовершенного диэлектрика можно пренебречь.
Формулы для расчета составляющих волнового числа в несовершенном диэлектрике с малыми потерями упростятся и примут следующий вид:
 | (3.16) |  | (3.17) |
Таким образом, модуль волнового числа волны в несовершенном диэлектрике необходимо определять по формуле:
 | (3.18) |
Так как потери невелики, угол прохождения можно определять по формуле (2.2), в которую вместо соответствующего волнового числа необходимо подставить его модуль, вычисленный по формуле (3.18).
 | (3.19) |
В тех диапазонах электропроводностей среды 2, которые обычно встречаются в задачах, можно воспользоваться приближенной формулой. Для этого в формуле (2.2) надо заменить соответствующее волновое число ее модулем.
Проводник. В проводнике токи проводимости являются преобладающими. Будем полагать, что это означает выполнение условия tg δ > 100. Это позволяет записать формулу для расчета волнового сопротивления проводника в виде:
 | (3.20) |
Для определения волнового числа волны в проводнике действительна следующая формула:
 | (3.21) |
 | (3.22) |
Угол прохождения в проводник равен 0˚ при любом угле падения.
Зачетная работа по теме «Электрический ток в различных средах»
Просмотр содержимого документа
«Зачетная работа по теме «Электрический ток в различных средах»»
Зачетная работа по теме «Электрический ток в различных средах» Вариант 1
1. Какое минимальное количество электричества может быть перенесено электрическим
током через газ, раствор электролита и через металл?
A. Может быть перенесено любое сколь угодное малое.
2. Из перечисленных ниже приборов способно пропускать ток только в одном направлении
А. Электронная лампа
Б. Полупроводниковый диод
В. Раствор электролита
На рисунке представлено схематическое изображение транзистора. Какой цифрой на нем обозначен эмиттер?
4. Какой из графиков представляет собой вольт-амперную характеристику металла при R=const?
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
5. Почему акцепторная примесь влияет только на число дырок в полупроводнике?
А. Т.к. каждый атом примеси даёт электрон проводимости.
Б. Каждый атом примеси даёт дырку.
В. При введении примеси число электронов увеличивается, а число дырок уменьшается.
Г. Число электронов уменьшается, а число дырок увеличивается.
Д. Среди ответов А-Г нет верного.
6. Как обозначается на схеме полупроводниковый транзистор?
А. 
Б. 
В. 
Г. 
Д. 
7. Какие действия тока наблюдаются при прохождении его через сверхпроводник?
А. Тепловое, химическое и магнитное. Б. Химическое и магнитное.
В. Тепловое и магнитное. Г. Тепловое и химическое. Д. Только магнитное.
8. Вакуум является диэлектриком потому, что…
А. его температура очень низка. Б. в нем почти нет частиц вещества.
В. все атомы, находящиеся в вакууме, электрически нейтральны.
Г. в нем очень низкое давление. Д. Среди ответов А-Г нет верного.
Установите соответствие Тип разряда наблюдается в
1. Тлеющий А. в молнии
2. Искровой Б. при сварке
3. Дуговой В. в лампах дневного света
10. Сколько молекул хлора выделится при пропускании через раствор HCl тока силой 100 мА в течение 16 с?
11. При покрытии катодной пластины никелем за 3 часа ее масса увеличилась на 32,4 г. Определите силу тока.
12. Какой скоростью должен обладать электрон для того, чтобы ионизировать атом гелия? Потенциал ионизации атома гелия 24,5 В.
Зачетная работа по теме «Электрический ток в различных средах» Вариант 2
1. Почему для уменьшения потерь электроэнергии на коронный разряд в линиях электропередач высокого напряжения применяют провода возможно большего диаметра?
A. Напряженность поля вблизи поверхности проводника увеличивается.
Б. Напряженность поля вблизи поверхности проводника не меняется.
B. Напряженность поля вблизи поверхности проводника уменьшается.
Вакуумный электронный прибор, преобразующий электрические сигналы в видимое изображение А. диод Б. триод В. электронно-лучевая трубка Г. резистор
Какой из графиков представляет собой зависимость ρ (Т) для металла, преходящего в сверхпроводящее состояние?
4. Почему донорная примесь влияет только на число электронов проводимости?
А. Каждый атом примеси даёт электрон. Б. Каждый атом примеси даёт дырку. В. При введении примеси число электронов увеличивается, а число дырок уменьшается.
Г. Число электронов уменьшается, а число дырок увеличивается.
Д. Среди ответов А-Г нет верного.
На рисунке представлено схематическое изображение транзистора. Какой цифрой на нем обозначен коллектор?
6. Как обозначается на схеме вакуумный диод?
А.
Б.
В.
Г.
Д.
7. Какие действия тока наблюдаются при прохождении его через вакуум?
А. Тепловое, химическое и магнитное. Б. Химическое и магнитное.
В. Тепловое и магнитное. Г. Тепловое и химическое. Д. Только магнитное.
8. Каким образом освобождаются электроны из катода в электронно-лучевой трубке?
А. В результате термоэлектронной эмиссии.
Б. В результате бомбардировки катода положительными ионами.
В. Под действием поля между анодом и катодом.
Г. В результате электролиза. Д. В результате ионизации ударом.
Установите соответствие Физическая природа электропроводности в
1. Металлах А. Ионная
2. Электролитах Б. Элетронная
3. Полупроводниках В. Электронно-ионная
10. Сколько молекул водорода выделится при пропускании через раствор HCl тока силой 100 мА в течение 16 с?
11. При прохождении через раствор тока в течение 50 мин на катоде выделилось 1,8 г вещества. Определите электрохимический эквивалент вещества, если сила тока 2 А. Какое это вещество?
12. Электрон движется со скоростью равной 22,6·105 м/с. Такая скорость необходима для ударной ионизации атома азота. Чему равен результат ионизации этого атома?
Зачетная работа по теме «Электрический ток в различных средах» Вариант 3*
1. За счет, какого механизма нагревается экран при работе кинескопа?
A. Люминесцентного свечения. Б. Торможения электронов в материале экрана.
B. Экран не нагревается, его температура равна температуре окружающей среды.
2. Что происходит при слиянии электрона и дырки
3. Как известно, электроны в металлах участвуют в двух движениях: тепловом и упорядоченном. Скорость, какого движения больше?
A. Теплового. Б. Упорядоченного. B. Почти равны.
4. Какие физические явления используются для ионизации газа?
1. Увеличение температуры. 2. Рентгеновские лучи. 3. Уменьшение давления.
4. Радиоактивность. 5. Ультрафиолетовое излучение.
А. 1,2,3,5. Б. 1,2,4,5. В 1,2,3.
5. Укажите неверный ответ.
А. Жидкости могут быть диэлектриками, проводниками, полупроводниками.
Б. Все жидкости являются электролитами.
В. Растворы солей, щелочей, кислот и расплавленные соли, обладающие электрической проводимостью, называются электролитами.
6. Какой из графиков представляет собой ВАХ газового разряда?
I
U
I
I
U
I
7. Какой прибор используют для выпрямления переменного тока?
А. Генератор. Б. Лампа накаливания. В. Резистор. Г. Транзистор. Д. Диод.
8. Установите соответствие:
Б. Термоэлектронная эмиссия-
1.Процесс испускания электронов нагретым телом.
2.Процесс распада молекул на положительные ионы и электроны.
3. Процесс распада молекул на положительные и отрицательные ионы.
9. В процессе электролиза «+» ионы перенесли на катод за 2с «+» заряд 4Кл, «- » ионы перенесли на анод такой же по модулю «- » заряд. Какова сила тока в цепи?
А. 0. Б. 2А. В. 4А. Г. 8А. Д. 16А.
10. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 нс при силе тока 32 мкА?
11. За 10 мин в гальванической ванне выделилось 0,67 г серебра. Амперметр, включенный последовательно с ванной, показывал 0,90 А. Верно ли показание амперметра?
12. Проводящая сфера радиусом R = 5 см помещена в электролитическую ванну, наполненную раствором медного купороса. Насколько увеличится масса сферы, если отложение меди длится t — 30 мин, а электрический заряд, поступающий на каждый квадратный сантиметр поверхности сферы за 1 с, q = 0,01 Кл? Молярная масса меди М = 0,0635 кг/моль.
11 Решение. k = 0,3 ·10-6кг/Кл; Δt = 10800 c; I = m/k Δt; I = 32,4· 10-6 /0,3·10-6·10800 = 10 A
12 Решение. Wk = Wi; mV2/2 = eUi; V2 = 2 е Ui/m; V = 2,2 ·10 6 (м/с)
12 Решение. Wk = Wi; m V2/2 = е Ui; Ui = mV2/2е; Ui = 14,5 B.
Проверочный тест по теме «Электрический ток в различных средах»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Проверочный тест по теме
«Электрический ток в различных средах»
Какие частицы являются носителями электрического тока в металлах?
А. Только электроны. Б. Электроны и протоны.
В. Электроны и положительные ионы. Г. Положительные и отрицательные ионы.
Чистая вода является диэлектриком. Почему водный раствор соли NaCl является проводником?
А. Соль в воде распадается на заряженные ионы Na+ и Cl-.
Б. После растворения соли молекулы NaCl переносят заряд
В. В растворе от молекулы NaCl отрываются электроны и переносят заряд.
Г. При взаимодействии с солью молекулы воды распадаются на ионы водорода
При прохождении электрического тока в жидкости происходит движение ионов металла и кислотного остатка, образованных в процессе электролитической диссоциации. На каком из электродов появится слой вещества, а какой электрод будет накапливать пузыречки с газом?
А. На аноде – слой вещества, на катоде – пузырёчки с газом.
Б. На катоде и аноде будут накапливаться только пузырёчки с газом.
В. На катоде и аноде будет накапливаться только вещество.
Г. На аноде – пузырёчки с газом, на катоде – вещество.
Молния – это электрический разряд в воздухе. Длинная электрическая нить, состоящая из ионизированной плазмы, соединяет облако и землю. Каким должен быть заряд облака и земли?
А. Земля заряжена отрицательно, облако – положительно.
Б. Земля заряжена положительно, облако – отрицательно.
В. Земля и облако заряжены отрицательно.
Г. Земля и облако заряжены положительно.
В процессе прохождения электрического тока в воздухе от одного электрода к
другому возникает электрическая дуга. На каком из электродов будет
образовываться «кратер» (углубление), если ток будет постоянным?
А. На аноде. Б. На катоде. В. На аноде и на катоде.
Г. На аноде, если он изготовлен из угля.
В газах без действия ионизатора может наблюдаться процесс соединения положительных ионов и свободных электронов в нейтральный атом. Как называется данный процесс?
А. Ионизация. Б. Рекомбинация. В. Нейтрализация. Г. Соединение.
При прохождении электрического постоянного тока в трубках, наполненных газом, около одного из электродов появляется красный светящийся столб. Что является причиной такого свечения? Около какого электрода появиться данный столб?
А. Около катода оседают на стенках лампы отрицательные ионы газа.
Б. Около катода оседают положительные ионы газа.
В. Около катода сбрасывают свою энергию в виде излучения положительные ионы
Г. Около анода тормозят и при этом сбрасывают энергию отрицательные ионы
В 1802 году Василий Владимирович Петров впервые зажег электрическую дугу. Из чего были выполнены первые электроды?
А. Сталь. Б. Уголь. В. Алюминий. Д. Медь.
9. Вакуум является диэлектриком потому, что…
А. Его температура очень низка. Б. В нем почти нет частиц вещества.
В. Все атомы, находящиеся в вакууме, электрически нейтральны.
Г. В нем очень низкое давление.
10. Какой из графиков представляет собой зависимость ρ (Т) для электролита?
Т
ρ
Т
ρ
Т
ρ
Т
ρ
Т
11. Какое минимальное по абсолютному значению количество электричества может
быть перенесено током через электролит?
12. Каким образом освобождаются электроны из катода в газоразрядной трубке?
А. В результате термоэлектронной эмиссии.
Б. В результате бомбардировки катода положительными ионами.
В. Под действием поля между анодом и катодом.
Г. В результате электролиза. Д. В результате ионизации ударом.
Проверочный тест по теме
«Электрический ток в различных средах»
Какие частицы являются носителями электрического тока в электролитах?
А. Только электроны. Б. Электроны и протоны.
В. Электроны и положительные ионы. Г. Положительные и отрицательные ионы.
Чистая вода является диэлектриком. Почему водный раствор соли CuSO4 является проводником?
А. Соль в воде распадается на заряженные ионы Cu2+ и SO
-.
Б. После растворения соли молекулы CuSO4 переносят заряд
В. В растворе от молекулы CuSO4 отрываются электроны и переносят заряд.
Г. При взаимодействии с солью молекулы воды распадаются на ионы водорода
Огни святого Эльма возникают на краях матч кораблей, в старину их считали предвестниками беды. На сегодняшний день есть объяснение данному явлению. Светящиеся огни вокруг мачт кораблей возникают.
А. При бомбардировке корабля потоками заряженных частиц.
Б. При возгорании остриев предметов.
В. При накоплении зарядов на остриях предметов.
Г. При приближении корабля к местам с магнитной аномалией.
4. В результате какого явления освобождаются из катода электроны, создающие ток в
вакуумном диоде (электронной лампе)?
А. В результате действия электрического поля между катодом и анодом.
Б. В результате электролиза.
В. В результате термоэлектронной эмиссии.
Г. В результате ионизации атомов электронным ударом.
5. Стрелка электрометра показывает, что на пластинах накоплен электрический заряд. При комнатной температуре, если воздух достаточно сухой, конденсатор заметно не разряжается – положение стрелки электрометра не изменяется. К какому классу веществ относится сухой воздух?
А. К проводникам. Б. К диэлектрикам. В. К полупроводникам.
Г. Воздух занимает промежуточное положение между проводниками и
При искровом разряде обычно появляется характерный треск. Что является
причиной появившейся звуковой волны, которую мы слышим?
А. Движение электронов с высокой скоростью.
Б. Движение ионов с высокой скоростью. В. Движение горячих потоков газа.
Г. Столкновение потока зарядов с материалом электродов.
Упорядоченное движение заряженных свободных электронов называется электрическим током в металлах. Что принято считать за скорость тока в проводнике?
А. Наибольшую скорость движения электронов.
Б. Скорость движения электрического поля.
В. Наименьшую скорость движения электронов.
Г. Среднюю скорость движения электронов.
Назвать имя и фамилию данного изобретателя, отметить его труды в области
«Электрический ток в различных средах».
А. Майкл Фарадей, закон электролиза.
Б. Генрих Герц, законы прохождения тока в газе.
В. Георг Ом, закон для участка цепи с металлическим проводником.
Г. Андре Ампер, закон прохождения тока в вакууме.
Металлы имеют металлическую кристаллическую решетку: в узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы, пространство заполняют свободные электроны. При наложении электрического поля электроны приходят в направленное движение от отрицательного полюса поля к положительному полюсу. Как определяется направление электрического тока в металлах?
А. От положительного полюса источника тока к отрицательному полюсу.
Б. От отрицательного полюса источника к положительному полюсу.
В. Направление тока выбирает экспериментатор.
Г. Направление тока определяется по показаниям приборов.
I
U
I
U
I
U
I
U
I
U
11. Какими частицами создаётся ток в вакууме? Выберите правильное утверждение.
А. Только электронами. Б.Электронами и положительными ионами.
В. Электронами и отрицательными ионами. Г.Ионами обоих знаков.
Д.Электронами и ионами обоих знаков
12. Как несамостоятельный газовый разряд сделать самостоятельным?
А. Усилить действие ионизатора. Б. Поменять полюса источника.
В. Увеличить напряжение между анодом и катодом.
Г. Увеличить количество газа в трубке.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Проверочный тест по физике «Электрический ток в различных средах» позволяет учителю проверить знания учащихся по данной теме. Тест может быть использован на итоговом уроке, так как является обобщающим, включая в себя элементы знаний об электрическом токе в различных средах, условиях его возникновения и поддержания.
Номер материала: 265054
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
В МГПУ сформулировали новые принципы повышения квалификации
Время чтения: 4 минуты
Международный конгресс-выставка «Молодые профессионалы» пройдет с 12 по 14 декабря в Москве
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
МГУ откроет первую в России магистерскую программу по биоэтике
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.