slide bài giảng vật lí 12 tiết 31 hiện tượng quang điện trong pin quang điện

Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn thích hợp vào bề mặt kim loại thì làm cho các eletron ở mặt kim loại đó bị bật ra1.  Hiện tượng quang

Nhà máy thủy điện Hòa Bình Nhà máy điện hạt nhân Nhà máy nhiệt điệnVũng Tàu Năng lượng Mặt Trời

Xe đạp chạy bằng năng lượng Mặt Trời

1 Hiện tượng quang điện trong

•2 Quang điện trở.

•3 Pin quang điện.

KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ

?

Hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm là hiện tượng gì ?

1 Hiện tượng quang điện ngoài là hiện

tượng khi chiếu ánh sáng có bước sóng

ngắn thích hợp vào bề mặt kim loại thì

làm cho các eletron ở mặt kim loại đó bị

bật ra Các electron bị bật ra gọi là các

Ở đây, các electron bị bật hẳn ra khỏi mặt kim

loại nên hiện tượng quang điện này được gọi là

hiện tượng quang điện ngoài.

H

Zn

0

 Hiện tượng quang điện ngoài chỉ xảy ra khi nào?

KIỂM TRA KIẾN THỨC

CŨ

Thế nào là hiện tượng quang điện trong? Hiện tượng quang điện trong

xảy ra khi nào?

1 Hiện tượng quang điện trong:

a Hiện tượng quang điện trong

Si Si

Si

Chất bán dẫn là gì? Đặc điểm của chất bán dẫn?

KIỂM TRA KIẾN THỨC

CŨ



T

0

+ +

Trong bán dẫn tinh khiết mật độ electron bằng mật độ lỗ trống

Tăng nhiệt độ của bán dẫnChiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bán dẫn

Bán dẫn

E

Muốn gây ra hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải

thỏa mãn điều kiện gì?

 Hiện tượng quang điện trong chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích có bước sóng bằng hoặc nhỏ hơn một bước sóng giới hạn 0 , gọi là giới hạn quang điện của bán dẫn

0



Với Ge, muốn gây ra hiện tượng quang điện trong,

bước sĩng của ánh sáng kích thích phải nhỏ hơn 1,88 m

Với Si, muốn gây ra hiện tượng quang điện trong,

bước sĩng của ánh sáng kích thích phải nhỏ hơn 1,11 m

So sánh giới hạn quang điện của bán dẫn và giới hạn

quang điện của kim loại:

 Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng để phát hiện tia hồng ngoại, hoặc dùng trong các rơle điều

khiển bằng tia hồng ngoại như thiết bị báo cháy, bộ điều khiển từ xa ở máy thu hình

 Năng lượng để giải phóng 1 electron liên kết thành

1 electron dẫn không lớn lắm do đó ánh sáng hồng ngoại cũng có thể gây ra hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng quang điện ngoài

b Hiện tượng quang dẫn:

G Đ

E Bán dẫn

b Hi n t ện tượng quang dẫn: ượng quang dẫn: ng quang d n: ẫn:

b Hi n t ện tượng quang dẫn: ượng quang dẫn: ng quang d n: ẫn:

 Hiện tượng quang dẫàn là hiện tượng giảm điện trở

suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh

sáng thích hợp chiếu vào.

 Trong hiện tượng quang dẫn: Khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bán dẫn các electron dẫn và lỗ trống  mật độ hạt tải điện trong bán dẫn tăng  độ dẫn điện của bán dẫn tăng (điện trở suất giảm)

 Một số chất bán dẫn là chất cách điện khi không bị

chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện khi bị chiếu sáng.

 Trong hiện tượng quang dẫn (khi  ≤ 0 ), cường độ

chùm sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở

suất của nó càng nhỏ (Ứng dụng trong máy đo cường độ sáng)

 Giới hạn quang điện trong của một số chất

quang dẫn

Điện trở trong tối

20 

2 QUANG ĐIỆN TRỞ (LDR)

 Nguyên tắc hd : Dựa trên hiện tượng quang điện trong.

4 (1) Lớp chất bán dẫn ( CdS).

(2) Tấm nhựa cách điện.

(3),(4) : hai điện cực gắn vào lớp bán dẫn.

- Chiếu ánh sáng thích hợp : số chỉ miliAmpe kế khác 0 (RCdS = 20 )

 Ứng dụng : Trong các mạch điều khiển tự động, trong các máy đo

 Định nghĩa : Quang điện trở là một tấm bán dẫn có điện

trở thay đổi khi cường độ của chùm sáng chiếu vào nó thay đổi ( Ligh dependant resistor ).

 Hoạt động :

Một điện trở tải R Một nguồn điện E

- Khi đặt trong tối : số chỉ miliAmpe kế bằng 0 (RCdS = 3 106 )

chùm sáng và hiệu điện thế giữa hai điện cực.

Ban ngày : Có ánh sáng chiếu vào quang điện trở nên R r t ất

thì điện trở của nó đủ lớn làm hiệu điện thế UBE đạt khoảng

0,7 V nên xuất hiện dòng IB (0,3 mA) do đó xuất hiện dòng IC (60 mA) Dòng IC chạy qua nam châm điện làm cho nó hút cần ngắt điện làm đóng mạch thắp sáng các đèn đường.

 Mạch tự động đóng ngắt các đèn đường:

p n

E t

3 Pin quang điện

* Pin quang điện là nguồn điện, trong đó quang năng

được biến đổi trực tiếp thành điện năng

* Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng quang điện

Một lớp bán dẫn loại n

Một lớp bán dẫn loại p

Một lớp kim loại mỏng trong suốt đối với ánh sáng

Một lớp đế kim loại

Tiến sĩ Lê Hoàng Tố, người đã biến năng lượng mặt trời thành điện, chủ nhiệm dự án Delta Prores là nhà khoa học nữ thứ 21 của Việt Nam được trao giải Kovalevskaia mang tên nhà

nữ toán học Nga xuất sắc ở thế kỷ 19

Tr m ạm đi n M t Tr i qu n ện Mặt Trời quần ặt Trời quần ời quần ần đảo

Pin Mặt Trời lắp đặt cho

hộ dân tộc ở Bình Phước

BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI MÀN HÌNH DÈN LED DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

MÔ HÌNH THÀNH PHỐ NỔI DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

+ làm nguồn điện sử dụng cho máy tính bỏ túi, trên vệ tinh nhân tạo

 Ứng dụng :

+ Pin quang điện có rất nhiều ng d ng ứng dụng ụng

Chị Bé với chiếc bếp năng lượng Mặt Trời

Điện thoại di động dùng năng lượng Mặt trời

Máy đo ánh sáng Máy bay chạy bằng năng lượng Mặt trời

Sputnik - vệ tinh nhân tạo đầu tiên

ERS2-MỘT VỆ TINH QUAN SÁT TRÁI ĐẤT CỦA CƠ

QUAN VŨ TRỤ CHÂU ÂU

VỆ TINH THU NĂNG LƯỢNG MặT TRỜI CUNG CẤP CHO

TRÁI ĐẤT

 Ứng dụng : Pin quang điện có rất nhiều ng d ng ứng dụng ụng Một phịng giặt ở California sử dụng năng lượng Mạt Trời

Thiết bị nung nĩng dùng năng lượng Mặt Trời Bếp cĩ cơng suất 1000 kW ở Odeillo (Pháp) đạt đến 3000 0 C

Xe ch y b ng n ng l ạy bằng năng lượng Mặt ằng năng lượng Mặt ăng lượng Mặt ượng quang dẫn: ng M t ặt

 Ứng dụng : Pin quang điện có rất nhiều ng d ng ứng dụng ụng

(khánh thành năm 2010 tai Singapore

CỦNG CỐ LẠI BÀI

1 Hiện tượng quang dẫn (hiện tượng quang điện bên ngồi, điều kiện để cĩ hiện tượng quang dẫn, giới hạn quang dẫn

•2 Quang trở, ứng dụng của quang trở.

•3 Pin quang điện, ứng dụng của pin quang điện.