Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thích được hiện tượng quang dẫn.. Hoạt động 3 : Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong - Y/c HS đọc
Trang 1µ Giáo án Vật lí 12 cơ bản µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang 1 Bài 31 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Ngày 4/2/2011
Tiết 54-Tuần 28
I MỤC TIÊU : Trả lời được các câu hỏi: Tính quang dẫn là gì ? Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng
để giải thích được hiện tượng quang dẫn Trình bày được định nghĩa, cấu tạo và chuyển vận của các quang điện trở và pin quang điện
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Thí nghiệm về dùng pin quang điện để chạy một động cơ nhỏ (nếu có) Máy tính bỏ túi chạy bằng pin quang điện.
2 Học sinh: Xem bài trước ở nhà.
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp
Hoạt động 2 : Kiểm tra bài cũ.
-Trình bày thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện ? Hiện tượng quang điện là gì ? Phát biểu định luật về giới hạn quang điện ?
-Phát biểu nội dung của thuyết Plăng ? Lượng tử năng lượng là gì ?Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng ?
-Phôtôn là gì ? Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết phôtôn ?
Hoạt động 3 : Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết chất quang
dẫn là gì ?
- Dựa vào bản chất của dòng điện trong
chất bán dẫn và thuyết lượng tử, hãy
giải thích vì sao như vậy ?
Gợi ý: Hiện tượng giải phóng các hạt
tải điện (êlectron và lỗ trống) xảy ra bên
trong khối bán dẫn khi bị chiếu sáng nên
gọi là hiện tượng quang dẫn trong
So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn
với độ lớn của giới hạn quang điện và
đưa ra nhận xét
- HS đọc Sgk và trả lời(như nội dung) Một số chất quang dẫn: Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe…
- Chưa bị chiếu sáng → e liên kết với các nút mạng → không có e tự do → cách điện
Bị chiếu sáng →ε truyền cho 1 phôtôn Nếu năng lượng e nhận được đủ lớn → giải phóng e dẫn (+ lỗ trống) → tham gia vào quá trình dẫn điện → trở thành dẫn điện Giới hạn quang dẫn
ở vùng bước sóng dài hơn giới hạn quang điện
vì năng lượng kích hoạt các e liên kết để chúng trở thành các e dẫn nhỏ hơn công thoát để bức các e ra khỏi kim loại
I.Chất quang dẫn và h tượng q điện trong
1 Chất quang dẫn
- Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng
2.Hiện tượng quang điện trong
- Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong
- Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện
Hoạt động 4: Tìm hiểu về quang điện trở
-Y/c Hs đọc Sgk và cho quang điện
trở là gì ? Chúng có cấu tạo và đặc
điểm gì ?
- Cho HS xem cấu tạo của một quang
điện trở
- Ứng dụng: trong các mạch tự động
- HS đọc Sgk và trả lời( như nội dung )
- HS ghi nhận cấu tạo về quang điện trở
II Quang điện trở
- Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn
- Cấu tạo: 1 sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện
- Điện trở có thể thay đổi từ vài MΩ→ vài chục Ω
Hoạt động 5: Tìm hiểu về pin quang điện
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Thông báo về pin quang điện (pin Mặt
Trời) là một thiết bị biến đổi từ dạng
năng lượng nào sang dạng năng lượng
nào ?
- Minh hoạ cấu tạo của pin quang điện
- Trong bán dẫn n hạt tải điện chủ yếu là
êlectron, bán dẫn loại p hạt tải điện chủ
yếu là lỗ trống → ở lớp chuyển tiếp hình
thành một lớp nghèo Ở lớp nghèo về
phía bán dẫn n và về phía bán dẫn p có
những ion nào ?
- Khi chiếu ánh sáng có λ ≤ λ0 → hiện
tượng xảy ra trong pin quang điện như
thế nào ?
- Hãy nêu một số ứng dụng của pin
quang điện ?
- Trực tiếp từ quang năng sang điện năng
- HS đọc Sgk và dựa vào hình vẽ minh hoạ để trình bày cáu tạo của pin quang điện
- Về phía n sẽ có các ion đôno tích điện dương, về phía p có các ion axepto tích điện âm
- Gây ra hiện tượng quang điện trong
Êlectron đi qua lớp chặn xuống bán dẫn n, lỗ trống bị giữ lại → Điện cực kim loại mỏng ở trên nhiễm điện (+) → điện cực (+), còn đế kim loại nhiễm điện (-) → điện cực (-)
- Trong các máy đó ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi…
III Pin quang điện
1.Pin quang điện là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng
2 Hiệu suất trên dưới 10%
3 Cấu tạo:
a Pin có 1 tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p, trên cùng là một lớp kim loại rất mỏng Dưới cùng là một đế kim loại Các kim loại này đóng vai trò các điện cực trơ
b Giữa p và n hình thành một lớp tiếp xúc p-n Lớp này ngăn không cho e khuyếch tán từ n sang p và lỗ trống khuyếch tán từ p sang n → gọi là lớp chặn.
c Khi chiếu ánh sáng có λ≤ λ0 sẽ gây ra hiện tượng quang điện trong Êlectron đi qua lớp chặn xuống bán dẫn n, lỗ trống bị giữ lại → Điện cực kim loại mỏng ở trên nhiễm điện (+) → điện cực (+), còn đế kim loại nhiễm điện (-) → điện cực (-)
- Suất điện động của pin quang điện từ 0,5V → 0,8V
4 Ứng dụng (Sgk)
Hoạt động 6 : Giao nhiệm vụ về nhà.
G
Iqđ
Et x
+
-Lớp
chặn
g
+ + + + + + +
+
- - -
- n
p
Trang 2µ Giáo án Vật lí 12 cơ bản µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang 2 -Nhắc lại kiến thức cơ bản trong bài học Về nhà học bài và làm bài tập:
10,11,12,13 trang 158 Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau -Nắm được kiến thức cơ bản trong bài học Về nhà học bài và làm bài tập Ghi những chuẩn bị cho bài sau