Giáo án Vật lý 12 bài 31: Hiện tượng quang điện trong

- Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thích được hiện tượng quang dẫn.. Bài mới * Vào bài Hoạt động 1: Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điệ

Gv: Lê Đình Phong Giáo án Vật lý 12CB

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

I MỤC TIÊU BÀI HỌC

1 Về kiến thức

- 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

2 Về kĩ năng

- Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK

3 Về thái độ

- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học

II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

- Bộ thí nghiệm biễu diễn hiện tượng quang điện

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp

2 Kiểm tra bài cũ

3 Bài mới

* Vào bài

Hoạt động 1: Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong

- Y/c HS đọc Sgk và cho

biết chất quang dẫn là gì?

- Một số chất quang dẫn: Ge,

Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS,

CdSe, CdTe…

- Dựa vào bản chất của dòng

điện trong chất bán dẫn và

thuyết lượng tử, hãy giải

thích vì sao như vậy?

- 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

- Chưa bị chiếu sáng  e liên kết với các nút mạng  không có e tự do  cách điện

- Bị chiếu sáng   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 hiện tượng quang 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

Gv: Lê Đình Phong Giáo án Vật lý 12CB

Hoạt động 2: 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

- HS ghi nhận 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 M  vài chục 

Hoạt động 4: Tìm hiểu về pin quang điện

- 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  

0  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 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   0 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 V

4 Ứng dụng

(Sgk)

IV CỦNG CỐ VÀ BTVN

1 Củng cố

G

Iqđ

Etx

+

-Lớp

chặn

g

+ + + + + + + +

-n

p

Gv: Lê Đình Phong Giáo án Vật lý 12CB

1 Có thể giải thích hiện tượng quang điện bằng thuyết

A electron cổ điển B sóng ánh sáng

C photon D động học phân tử

2 Công thức nào sau đây sai so với công thức Anhxtanh?

A

2

2 max 0

mv A

hf   B 2

0

h

eU hc

hf  



C hc hceU h

0



 D

2

2 max 0 0

mv hc

hf  



2 BTVN

- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 162 và SBT