Использование исторических сведений о

полупроводниковых приборах на уроках физики

Практика преподавания физики в школе показала, что многие

учащиеся проявляют живой интерес к истории изобретения и применения

полупроводниковых приборов. Это связано с тем, что в учебниках физики

мало внимания уделяется истории изобретений и открытий. Поэтому

неудивительно, что учащиеся обращаются с этими вопросами к учителю.

Учитывая

большое

воспитательное

и

познавательное

значений

этих

вопросов, не стоит уходить от этих ответов. Для решения этой проблемы

существует три возможности, которыми может воспользоваться учитель

физики.

1. При изучении в 10-11 классах того или иного полупроводникового

прибора можно кратко сообщить когда и кем он был изобретен.

Например: термистор создан советским физиком Б.Т. Коломейцем в 1937

году; фоторезистор –немецкими учеными Б.Гуддоном и Р.Полем в 1926

году(промышленное производство было налажено позже);

диоды в виде детекторов на природных кристаллах были впервые

применены немецким физиком К.Брауном в1874 году; в России они

использовались изобретателем радио А.С. Поповым, а также О.В.Лосевым,

но, более совершенные, современные диоды на германии были разработаны в

40-х годах в связи с потребностями радиолокации во время войны;

первые выпрямители созданы: медно-закисленный –в 1924 году,

селеновый –в 30х годах ХХ века в СССР и США, мощные же кремниевые

для больших токов –в 50х годах; основной вклад в разработку выпрямителей

был сделан в 30х годах физиками Б.И.Давыдовым, Д.И.Блохинцевым,

А.И.Губановым и А.Ф Иоффе, объяснившим на основе квантовой теории

образование запирающего слоя в контакте металл-полупроводник и действие

двух полупроводников с электронной и дырочной проводимостью. Само

понятие «дырки» введено советским физиком Я.И.Френкелем.

первый точечный полупроводниковый транзистор изобрели в 1948 году

ученые Дж. Бардин и У.Браттейн (США), а плоскостные – в 1949 году

У.Шокли (США); работы этих ученых положили начало бурному развитию

полупроводниковой электроники;

все основные типы полупроводниковых приборов, которые применяют и

сейчас разработаны в 50х годах

первые интегральные микросхемы изобретены в 1959-1969гг. в США; они

получили широкое распространение;

идею полупроводникового лазера разработали Н.Г.Басов, Б.М.Вул,

Ю.М.Попов в 1958 году; применение лазеров началось в 1961году в США и с

1962 года в СССР.

2. Полезно организовать подготовку презентаций учащимися на

исторические темы, с которыми они потом выступят на уроке физики.

Например, при изучении фотоэлементов в 11 классе ученик может

подготовить сообщение об изобретении полупроводникового фотоэлемента.

В него могут войти такие факты. Первый селеновый фотоэлемент изобретен

русским физиком В.А. Ульяниным в 1888году, но тогда он не получил

широкого применения и был надолго забыт. Второй раз селеновый

фотоэлемент изобретен в 1924 году. Более совершенные кремниевые были

изобретены в 30х годах советскими физиками под руководством академика

А.Ф. Иоффе. Солнечные кремниевые батареи изобретены в 1953-1954 годах

Дж.Пирсоном и Ф.Фунляром.(США) и усовершенствованы советскими

физиками. Они широко применяются например как источник питания

радиоаппаратуры на космических кораблях и спутниках.

При изучении детекторного приемника и его роли в истории радио

заслушать

презентацию

об

изобретении

русского

ученого

Олега

Владимировича Лосева, сделанном в 20х годах ХХ столетия.

В ту пору, когда появились первые детекторы, они были еще очень

несовершенны; подчас больших трудов стоило найти в них чувствительную

точку, пружинка с них то и дело соскальзывала. Много изобретательности

приложили инженеры, чтобы улучшить детектор. В 1919 году этой

проблемой увлекся молодой изобретатель Олег Лосев.

После серии

экспериментов он пришел в 1922 году к важному результату, ставшему

открытием: если особым способом включить в схему приемника два

детектора и электрическую батарейку, то

можно усилить колебания

поступающие в наушники. Для того времени открытие Лосева было очень

значимым: ведь обычный детекторный приемник давал возможность слушать

лишь близкие станции; дальний прием, особенно в городах, глее много помех

и трудно сделать высокую и длинную антенну, оказывался практически

невозможным. А с усовершенствованием Лосева приемники уверенно

принимали сигналы далеких радиостанций.

Изобретатель построил на кристаллах и другие аппараты, в том числе

генераторы,

т.е. возбудители электрических

колебаний. Лосев сразу

опубликовал материалы о своих открытиях, не запатентовав их и не требуя за

них

никакого

денежного

вознаграждения.

Во

многих

странах

радиолюбители

принялись

создавать

приемники

по

его

схемам.

Американский журнал писал «Молодой русский изобретатель передал свое

изобретение миру». К концу 20х годов его идея использовать кристаллы для

усиления и возбуждения электрических колебаний была забыта. Наука и

практика еще не созрели для развития и применения его замысла. Его идея

возродилась в конце 40х годов, когда был изобретен точечный транзистор.

3.На факультативах и внеклассных занятиях возможно прочитать

лекцию по истории развития полупроводниковой электроники, изложив

материал

по

этапам:

в

ней

особое

внимание

стоит

уделить

роли

отечественных ученых научной школы академика Иоффе в разработке

теории и применения полупроводниковых приборов.