Введение 3
Глава 1. Эффект холла и его применение 5
1.1 Эффект Холла в металлах и полупроводниках 5
1.2 Применение эффекта Холла в технике 11
Выводы по главе 1 26
Глава 2. Учебно дидактический материал по теме «Эффект Холла» 27
2.1 Эффект Холла в исследованиях физики твердого тела 27
2.2 Лабораторный практикум по теме «эффекта Холла» 31
Выводы по главе 2 46
Заключение 47
Список литературы
Вклад, который внесла наука в XIX веке в развитие человечества огромен. Одним из таких - является открытие американского физика Эдвина Герберта Холла (1855-1938). Холл показал, что в направлении поперечном магнитному полю в проводнике образуется ЭДС при протекании по нему постоянного тока. Изречение Эдварда Теллера как нельзя точно описывает открытие Э.Холла: «То, что сегодня наука, - завтра техника». Действительно, эффект Холла нашел широчайшее применение в работах ученых и прикладной технике. Так, ученые-физики применяют его при исследовании физических свойств проводящих материалов. А разработанные на основе этого явления - датчики Холла, используются в большом количестве устройств, начиная используемых нами в быту: смартфонов и автомобилей, заканчивая профессиональными электрическими измерениями специалистов- электриков.
Сегодня, совершенствование образования, в условиях быстрого развития техники является важной задачей. Во время интеграции науки и производства усиливается роль проблемно-ориентированных научно-технических дисциплин. Поэтому для студентов СПО эффект Холла нашедший широкое применение в технике и науке нужно широко освещать в лабораторных работах, для того чтобы дать понимание принципов работы устройств и исследований в которых используется данное явление.
Тема выпускной квалификационной работы: Разработка учебно
дидактических материалов по теме эффект Холла и его применение при изучении курса экспериментальная физика.
Степень разработанности темы. Российскими авторами, которые посвятили этой проблеме работы, являются Хорунжий И.А., Федотенко А.В.
Цель ВКР: разработка учебно дидактических материалов по теме эффект Холла.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
•На основе анализа учебной, научной литературы, электронных источников раскрыть явление «эффект Холла»;
•Изучить принцип действия системы;
•Проанализировать перспективы развития этого направления.
Объект исследования: гальваномагнитные явления
Предмет исследования: эффект Холла
Гипотеза Ознакомление на лабораторных работах эффекту Холла позволит студентам СПО широко раскрыть работу устройств и исследований в которых используется данное явление.
Методы исследования, используемые в ВКР следующие: метод анализа литературы, метод анализа и синтеза, изучение учебников, нормативных документов.
Структура работы обусловлена предметом, целью и задачами исследования. Работа состоит из двух глав и заключения.
В выпускной квалификационной работе мы рассмотрели гальваномагнитное явление открытое американским физиком Эдвином Гербертом Холлом - эффект Холла. Исходя из анализа учебной и научной литературы, а также электронных источников мы можем сделать вывод о том, что основанные на эффекте Холла - датчики оказали существенное влияние на развитие техники и науки всего XX века. Так можно выделить большое количество устройств, используемых нами в быту, в которых они функционируют, начиная от смартфонов заканчивая автомобилями. Непосредственный интерес вызвало то, что как оказалось эффект Холла нашел применение и в устройствах используемых специалистами в области электричества. Например, это гальванические развязки, токоизмерительные клещи или измерители напряженности магнитного поля.
Эффект Холла как тема изучается в курсе экспериментальной физики в учебных заведений СПО. Исходя из этого для студентов СПО эффект Холла нашедший широкое применение в технике нужно широко освещать в лабораторных работах, для того чтобы дать понимание принципов работы устройств в которых используется данное явление. В связи с этим нами были разработаны две лабораторные работы.
Для изучения эффекта Холла, нами была разработана лабораторная работа №1, посвящена изучению эффекта Холла в полупроводниках, позволяющая познакомится с устройством и принципом действия датчика Холла, проанализировать и сравнить с теоретическим материалом зависимость отдельных параметров датчика от заданных значений других параметров. Так же лабораторная установка позволяет исследовать электродвижущую силу Холла от температуры и ознакомление студентов с методом измерения концентрации и подвижности основных носителей тока в примесных полупроводниках.
Вторая лабораторная работа, разработанная нами, позволяет, позволяет на практике познакомиться с аналоговыми и цифровыми датчиками Холла, для определения направления и величины вектора магнитной индукции пронизывающий датчик, а так же определить достоинства и недостатки тех или иных датчиков измерительных приборах на основе эффекта Холла.
Представляется, что разработанный нами, учебно-дидактических материалов по теме эффект Холла и его применение при изучении курса экспериментальная физика окажется полезным для организации эффективной подготовке педагогических кадров для системы среднего профессионального образования.
