В.В. Майер, Е.И. Вараксина Экспериментальное изучение источника постоянного тока
Предлагается перед рассмотрением в курсе общей физики гальванического элемента провести экспериментальное исследование термоэлектрического источника постоянного тока и дать простое объяснение полученным в эксперименте результатам. Преимущество такого подхода состоит в том, что элементарная теория термоэлектрического источника вполне доступна обучающимся, не требует знания электрохимических процессов и обосновывается простыми и наглядными демонстрационными опытами.
Ключевые слова: термоэлектрический источник, постоянный ток, электродвижущая сила, уровень Ферми.
Исследование выполнено на базе Федеральной инновационной площадки «Школа учебного физического эксперимента» по проекту «Методика проведения новых физических опытов в школе как средство формирования инженерных компетенций обучающихся», который реализуется при финансовой поддержке Министерства просвещения Российской Федерации в рамках государственного задания (дополнительное соглашение Министерства просвещения Российской Федерации и ФГБОУ ВО «Глазовский государственный педагогический институт имени В.Г.Короленко» № 073-03-2023-026/2 от 20.06.2023 к соглашению № 073-03-2023-026 от 27.01.2023, регистрационный № НИОКТР 1022080500004-8-5.3.1).
V.V. Mayer, E.I. Varaksina Experimental study of a DC source.
We propose to perform an experimental study of a DC thermoelectric source and give a simple explanation of the experimental results before considering a galvanic cell in a general physics course. The advantage of this approach is that the elementary theory of a thermoelectric source is quite accessible to students, does not require knowledge of electrochemical processes and is justified by simple and visual demonstration experiments.
Keywords: thermoelectric source, direct current, electromotive force, Fermi level.
Глазовский государственный инженерно-педагогический университет имени В.Г. Короленко
Майер Валерий Вильгельмович доктор педагогических наук, профессор; заведующий кафедрой физики и дидактики физики Глазовского государственного инженерно-педагогического университета имени В.Г. Короленко.
Вараксина Екатерина Ивановна кандидат педагогических наук, доцент; доцент кафедры физики и дидактики физики Глазовского государственного инженерно-педагогического университета имени В.Г. Короленко.
Литература 1. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. Электродинамика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 352 с. 2. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 320 с. 3. Калашников С.Г. Электричество: Учебн. пособие. – М.: Физматлит, 2004. – 624 с. 4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. Т. III. Электричество. – М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2004. – 656 с. 5. Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфентьевой. – М.: Просвещение, 2016. – 416 с. 6. Кошманов В.В. Георг Ом: Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1980. – 112 c. 7. Майер В.В., Вараксина Е.И. Как Георг Ом открыл закон Ома // Потенциал. – 2008. – № 2. – C. 73-80. 8. Mayer V.V., Varaksina E.I. Modern analogue of Ohm’s historical experiment // Physics Education. – 2014. – Vol. 50. – P. 689-692. 9. Майер В.В., Вараксина Е.И. Магнитная стрелка и термоэлектричество // Проблемы учебного физического эксперимента: Сборник научных трудов. Выпуск 37. – М.: ИСРО РАО, 2023. – С. 10-13. 10. Chambers R.G. Thermoelectric effects and contact potentials (for teachers) // Physics Education. – 1977. – Vol. 12. – P. 374. 11. Cvahte M., Strnad J.A. Thermoelectric experiment in support of the second law // European Journal of Physics. – 1988. – Vol. 9. – P. 11. 12. Kraftmakher Y. Simple experiments with a thermoelectric module // European Journal of Physics. – 2005. – Vol. 26. – P. 959. 13. Евграфова Н.Н., Каган В.Л. Руководство к лабораторным работам по физике: Учеб. пособие для радиотехн. и электроприборостроит. специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1970. – 384 с. 14. Геворкян Р.Г., Шепель В.В. Курс общей физики. Учеб. пособие для втузов. – М.: Высшая школа, 1972. – 560 с.