Chủ đề quang điện quang phát quang

Tiết 55,56 CHỦ ĐỂ: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT QUANG I MỤC TIÊU Kiến thức - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thông tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù môn học - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện - Vận dụng lý thuyết tượng quang điện trong, tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèmhình 31.3, hình liên quan đến quang điện quang – phát quang - GV mang đến lớp máy tính dùng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng có) làm dụng cụ trực quan - Phiếu học tập Phiếu học tập số Câu 1: Nêu khái niệm chất quang dẫn chất quang dẫn? Câu 2: Điện trở bán dẫn chịu tác dụng ánh sáng? Câu 3: Khi bán dẫn tinh khiết chiếu chùm ánh sáng thích hợp xuất ? Câu 4: Thế tượng quang điện trong? Câu 5: So sánh độ lớn giới hạn quang dẫn với độ lớn giới hạn quang điện (ngoài) đưa nhận xét Phiếu học tập số Câu 1: Pin quang điện gì? Hiệu suất pin vào khoảng phần trăm? Câu 2: Mô tả cấu tạo pin quang điện? Câu 3: Nêu nguyên tắc hoạt động pin? Suất điện động pin có gí trị vào khoảng bao nhiêu? So sánh độ lớn suất điện động pin quang điện với suất điện động pin hóa học? Câu 4: Nêu ứng dụng pin quang điện? Phiếu học tập số Câu 1: Sự quang - phát quang gì? Nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn ống? Câu 2: Thế huỳnh quang? Thế lân quang? Câu 3: Phát biểu định luật giới hạn quang điện Câu 4: Gọi λ bước sóng ánh sáng kích thích, λ’ bước sóng ánh sáng phát quang Nêu đặc điểm bậc quang-phát quang? Dựa vào thuyết phơtơn giải thích λ’ >λ? Câu 5: Tại sơn quét biển báo giao thông đầu cọc giới sơn phát quang mà không sơn phản quang (phản xạ ánh sáng)? Học sinh - Ơn lại kiến thức dịng điện chất bán dẫn 30 - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình phát biểu vấn đề để tìm hiểu tượng quang điện tượng quang – phát quang a Mục tiêu: - Kiến thức cũ hệ thống lại - Kích thích tính tị mị HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức thơng qua tượng xảy đời sống b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức cũ hệ thống lại, tò mị hứng thú tìm hiểu kiến thức d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên kiểm tra cũ: - Hiện tượng quang điện gì? Phát biểu định luật giới hạn quang điện? - Lượng tử lượng gì? Phát biểu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng? Giáo viên nêu vấn đề: - Ngày nay, tượng quang điện hoàn toàn thay tượng quang điện mà ta học ứng dụng thực tế Vậy tượng quang điện gì? Bước Học sinh tiếp nhận vấn đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu chất quang dẫn tượng quang điện a Mục tiêu: - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: A Chất quang dẫn tượng quang điện Chất quang dẫn: Một số chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe, có tính chất đặc biệt sau: Chúng chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu sáng thích hợp Các chất gọi chất quang dẫn Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện B Quang điện trở: d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc SGK mục I trang 159 hoàn thành phiếu học tập số Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1:Một số chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe, có tính chất đặc biệt sau: Chúng chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu sáng thích hợp Các chất gọi chất quang dẫn Câu 2: Giảm Câu 3: Electron lỗ trống Câu 4:Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện Câu 5: Độ lớn giới hạn quang dẫn lớn độ lớn giới hạn quang điện Nhận xét: Để thực quang dẫn xảy ra, khơng địi hỏi photo phải có lượng lớn, nhiều chất quang dẫn hoạt động với ánh sáng hồng ngoại Còn tượng quang điện xảy với ánh sáng có bước sóng ngắn, lợi tượng quang dẫn so với tượng quang điện Năng lượng kích hoạt electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn nhỏ cơng để bứt electron khỏi kim loại - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên xác hóa nội dung tổng kết hoạt động 2.1 Hoạt động 2.2: Tìm hiểu ứng dụng tượng quang điện a Mục tiêu: - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: C Pin quang điện: Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Hiệu suất pin: khoảng 10% Cấu tạo nguyên tắc hoạt động pin quang điện : * Cấu tạo : - Một bán dẫn loại n (thừa e), bên phủ lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e) Trên lớp kim loại mỏng, đế kim loại - Giữa bán dẫn loại n loại p hình thành lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc lớp chặn * Nguyên tắc hoạt động : Khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ≤λo vào lớp kim loại mỏng cùng, ánh sáng xuyên qua lớp vào lớp p, gây tượng quang điện giải phóng cặp e lỗ trống Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n Còn lỗ trống bị giữ lại lớp p Kết điện cực kim loại mỏng nhiễm điện dương trở thành điện cực dương pin, đế kim loại nhiễm điện âm trở thành điện cực âm pin Suất điện động pin quang điện nằm khoảng 0,5 đến 0,8V Hình cắt ngang pin quang điện silic Ứng dụng: máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Đã chế tạo thành cơng tơ máy bay chạy pin quang điện d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV lưu ý hai ứng dụng quan trọng Trong đó,ứng dụng quang điện trở yêu cầu HS tự nghiên cứu soạn thông qua câu hỏi sau: Câu 1: Quang điện trở chế tạo dựa tương vật lý gì? Câu 2: Mơ tả quang điện trở? Giáo viên trình chiếu mơ hình pin quang điện cho HS quan sát chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS tìm hiều pin quang điện thơng qua việc hoàn thành phiếu học tập số Bước Bước Bước Hình cắt ngang pin quang điện silic Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu Pin quang điện (cịn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện - Hiệu suất pin: khoảng 10% Câu 2: Cấu tạo: - Một bán dẫn loại n (thừa e), bên phủ lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e) Trên lớp kim loại mỏng, đế kim loại - Giữa bán dẫn loại n loại p hình thành lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc lớp chặn Câu 3: Nguyên tắc hoạt động: Khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ≤λo vào lớp kim loại mỏng cùng, ánh sáng xuyên qua lớp vào lớp p, gây tượng quang điện giải phóng cặp e lỗ trống Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n Còn lỗ trống bị giữ lại lớp p Kết điện cực kim loại mỏng nhiễm điện dương trở thành điện cực dương pin, đế kim loại nhiễm điện âm trở thành điện cực âm pin Suất điện động pin quang điện nằm khoảng 0,5 đến 0,8V Suất điện động pin quang điện nhỏ suất điện động pin hóa học Câu 4: Ứng dụng: máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Đã chế tạo thành cơng ô tô máy bay chạy pin quang điện - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện GV xác hóa nội dung lưu ý thêm cho HS: Vì giá trị suất điện động pin nhỏ, nên để tạo suất điện động lớn, người ta ghép nối tiếp nhiều pin mặt trời lại với Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2 Hoạt động 2.3: Tìm hiểu tượng quang – phát quang a Mục tiêu: - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang - Vận dụng lý thuyết tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: D Hiện tượng quang - phát quang Khái niệm phát quang • Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang • Đèn ống: Khi dịng điện qua đèn, đèn có phóng điện kích thích thủy ngân phát tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm phát ánh sáng trắng Lân quang huỳnh quang • Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10 -8s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí • Sự lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 -8s trở lên); thường xảy với chất rắn Đặc điểm bật quang - phát quang bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: λPQ>λKT d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1: Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang - Đèn ống: Khi dòng điện qua đèn, đèn có phóng điện kích thích thủy ngân phát tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm phát ánh sáng trắng Câu 2: - Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10-8s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí - Sự lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 -8s trở lên); thường xảy với chất rắn Câu 3:Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng λo λo gọi giới hạn quang điện kim loại: λ ≤ λo - λo kim loại phụ thuộc vào chất kim loại Câu 4: Đặc điểm bật quang - phát quang bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: λPQ>λKT - Lúc đầu phơtơn có lượng ε bị hấp thụ, phần lượng phôtôn hấp thụ dùng làm tăng nội vật hấp thụ nên phôtôn phát có lượng hc hc < λ' λ ⇔ λ'>λ ε‘ < ε Câu 5: Sơn quét biển báo giao thông đầu cọc giới đường sơn phát quang để người đường dễ nhận thấy Nếu ánh sáng phát quang từ nhiều phía nhìn thấy cọc tiêu, biển báo Nếu ánh sáng phản xạ nhìn thấy vật theo phương phản xạ - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên xác hóa nội dung lưu ý thêm cho HS: Ngoài tượng quang – phát quang, cịn có tượng phát quang khác như: hóa – phát quang đom đóm, phát quang catot hình vơ tuyến, điện – phát quang đèn LED… GVtổng kết hoạt động 2.3 Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS Trả lời câu hỏi 1, 2, sgk trang 162 câu hỏi 1, sgk trang 165 Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên tổng kết hoạt động đánh giá kết hoạt động học sinh + Ưu điểm: ……… ⇔ + Nhược điểm cần khắc phục: ……… Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện - Vận dụng lý thuyết tượng quang điện trong, tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Về nhà học làm tập sgk, sách tập V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Tiết 55,56 CHỦ ĐỂ: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT QUANG I MỤC TIÊU Kiến thức - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện - Vận dụng lý thuyết tượng quang điện trong, tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèmhình 31.3, hình liên quan đến quang điện quang – phát quang - GV mang đến lớp máy tính dùng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng có) làm dụng cụ trực quan - Phiếu học tập Phiếu học tập số Câu 1: Nêu khái niệm chất quang dẫn chất quang dẫn? Câu 2: Điện trở bán dẫn chịu tác dụng ánh sáng? Câu 3: Khi bán dẫn tinh khiết chiếu chùm ánh sáng thích hợp xuất ? Câu 4: Thế tượng quang điện trong? Câu 5: So sánh độ lớn giới hạn quang dẫn với độ lớn giới hạn quang điện (ngoài) đưa nhận xét Phiếu học tập số Câu 1: Pin quang điện gì? Hiệu suất pin vào khoảng phần trăm? Câu 2: Mô tả cấu tạo pin quang điện? Câu 3: Nêu nguyên tắc hoạt động pin? Suất điện động pin có gí trị vào khoảng bao nhiêu? So sánh độ lớn suất điện động pin quang điện với suất điện động pin hóa học? Câu 4: Nêu ứng dụng pin quang điện? Phiếu học tập số Câu 1: Sự quang - phát quang gì? Nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động đèn ống? Câu 2: Thế huỳnh quang? Thế lân quang? Câu 3: Phát biểu định luật giới hạn quang điện Câu 4: Gọi λ bước sóng ánh sáng kích thích, λ’ bước sóng ánh sáng phát quang Nêu đặc điểm bậc quang-phát quang? Dựa vào thuyết phơtơn giải thích λ’ >λ? Câu 5: Tại sơn quét biển báo giao thông đầu cọc giới sơn phát quang mà không sơn phản quang (phản xạ ánh sáng)? Học sinh - Ôn lại kiến thức dòng điện chất bán dẫn 30 - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình phát biểu vấn đề để tìm hiểu tượng quang điện tượng quang – phát quang a Mục tiêu: - Kiến thức cũ hệ thống lại - Kích thích tính tị mị HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức thông qua tượng xảy đời sống b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức cũ hệ thống lại, tị mị hứng thú tìm hiểu kiến thức d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên kiểm tra cũ: - Hiện tượng quang điện gì? Phát biểu định luật giới hạn quang điện? - Lượng tử lượng gì? Phát biểu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng? Giáo viên nêu vấn đề: - Ngày nay, tượng quang điện hoàn toàn thay tượng quang điện mà ta học ứng dụng thực tế Vậy tượng quang điện gì? Bước Học sinh tiếp nhận vấn đề Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu chất quang dẫn tượng quang điện a Mục tiêu: - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: A Chất quang dẫn tượng quang điện Chất quang dẫn: Một số chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe, có tính chất đặc biệt sau: Chúng chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu sáng thích hợp Các chất gọi chất quang dẫn Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện B Quang điện trở: d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc SGK mục I trang Bước Bước 159 hoàn thành phiếu học tập số Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1:Một số chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe, có tính chất đặc biệt sau: Chúng chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu sáng thích hợp Các chất gọi chất quang dẫn Câu 2: Giảm Câu 3: Electron lỗ trống Câu 4:Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện Câu 5: Độ lớn giới hạn quang dẫn lớn độ lớn giới hạn quang điện Nhận xét: Để thực quang dẫn xảy ra, khơng địi hỏi photo phải có lượng lớn, nhiều chất quang dẫn hoạt động với ánh sáng hồng ngoại Còn tượng quang điện xảy với ánh sáng có bước sóng ngắn, lợi tượng quang dẫn so với tượng quang điện Năng lượng kích hoạt electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn nhỏ cơng để bứt electron khỏi kim loại - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên xác hóa nội dung tổng kết hoạt động 2.1 Hoạt động 2.2: Tìm hiểu ứng dụng tượng quang điện a Mục tiêu: - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: C Pin quang điện: Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Hiệu suất pin: khoảng 10% Cấu tạo nguyên tắc hoạt động pin quang điện : * Cấu tạo : - Một bán dẫn loại n (thừa e), bên phủ lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e) Trên lớp kim loại mỏng, đế kim loại - Giữa bán dẫn loại n loại p hình thành lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc lớp chặn * Nguyên tắc hoạt động : Khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ≤λo vào lớp kim loại mỏng cùng, ánh sáng xuyên qua lớp vào lớp p, gây tượng quang điện giải phóng cặp e lỗ trống Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n Còn lỗ trống bị giữ lại lớp p Kết điện cực kim loại mỏng nhiễm điện dương trở thành điện cực dương pin, đế kim loại nhiễm điện âm trở thành điện cực âm pin Suất điện động pin quang điện nằm khoảng 0,5 đến 0,8V Hình cắt ngang pin quang điện silic Ứng dụng: máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Đã chế tạo thành công ô tô máy bay chạy pin quang điện d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV lưu ý hai ứng dụng quan trọng Trong đó,ứng dụng quang điện trở yêu cầu HS tự nghiên cứu soạn thông qua câu hỏi sau: Câu 1: Quang điện trở chế tạo dựa tương vật lý gì? Câu 2: Mơ tả quang điện trở? Giáo viên trình chiếu mơ hình pin quang điện cho HS quan sát chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS tìm hiều pin quang điện thơng qua việc hồn thành phiếu học tập số Bước Bước Hình cắt ngang pin quang điện silic Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện - Hiệu suất pin: khoảng 10% Câu 2: Cấu tạo: - Một bán dẫn loại n (thừa e), bên phủ lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e) Trên lớp kim loại mỏng, đế kim loại - Giữa bán dẫn loại n loại p hình thành lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc lớp chặn Câu 3: Nguyên tắc hoạt động: Khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ≤λo vào lớp kim loại mỏng cùng, ánh sáng xuyên qua lớp vào lớp p, gây tượng quang điện giải phóng cặp e lỗ trống Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n Còn lỗ trống bị giữ lại lớp p Kết điện cực kim loại mỏng nhiễm điện dương trở thành điện cực dương pin, đế kim loại nhiễm điện âm trở thành điện cực âm pin Suất điện động pin quang điện nằm khoảng 0,5 đến 0,8V Suất điện động pin quang điện nhỏ suất điện động pin hóa học Câu 4: Ứng dụng: máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Đã chế tạo thành công ô tô máy bay chạy pin quang điện - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước GV xác hóa nội dung lưu ý thêm cho HS: Vì giá trị suất điện động pin nhỏ, nên để tạo suất điện động lớn, người ta ghép nối tiếp nhiều pin mặt trời lại với Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2 Hoạt động 2.3: Tìm hiểu tượng quang – phát quang a Mục tiêu: - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang - Vận dụng lý thuyết tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: D Hiện tượng quang - phát quang Khái niệm phát quang • Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang • Đèn ống: Khi dịng điện qua đèn, đèn có phóng điện kích thích thủy ngân phát tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm phát ánh sáng trắng Lân quang huỳnh quang • Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10 -8s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí • Sự lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 -8s trở lên); thường xảy với chất rắn Đặc điểm bật quang - phát quang bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: λPQ>λKT d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1: Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang - Đèn ống: Khi dịng điện qua đèn, đèn có phóng điện kích thích thủy ngân phát tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm phát ánh sáng trắng Câu 2: - Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10-8s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí - Sự lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 -8s trở lên); thường xảy với chất rắn Câu 3:Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng λo λo gọi giới hạn quang điện kim loại: λ ≤ λo - λo kim loại phụ thuộc vào chất kim loại Câu 4: Đặc điểm bật quang - phát quang bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: λPQ>λKT - Lúc đầu phơtơn có lượng ε bị hấp thụ, phần lượng phôtôn hấp thụ dùng làm tăng nội vật hấp thụ nên phơtơn phát có lượng Bước hc hc < λ' λ ⇔ λ'>λ ε‘ < ε Câu 5: Sơn quét biển báo giao thông đầu cọc giới đường sơn phát quang để người đường dễ nhận thấy Nếu ánh sáng phát quang từ nhiều phía nhìn thấy cọc tiêu, biển báo Nếu ánh sáng phản xạ nhìn thấy vật theo phương phản xạ - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Giáo viên xác hóa nội dung lưu ý thêm cho HS: Ngồi tượng quang – phát quang, cịn có tượng phát quang khác như: hóa – phát quang đom đóm, phát quang catot hình vô tuyến, điện – phát quang đèn LED… GVtổng kết hoạt động 2.3 ⇔ Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: - Hiểu đặc điểm chất quang dẫn, tượng quang điện - Hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động ứng dụng quang điện trở, pin quang điện - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS Trả lời câu hỏi 1, 2, sgk trang 162 câu hỏi 1, sgk trang 165 Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên tổng kết hoạt động đánh giá kết hoạt động học sinh + Ưu điểm: ……… + Nhược điểm cần khắc phục: ……… Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác - Phân biệt tượng quang điện với tượng quang điện - Vận dụng lý thuyết tượng quang điện trong, tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động số thiết bị liên quan thực tế b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Về nhà học làm tập sgk, sách tập V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) ... tượng quang – phát quang a Mục tiêu: - Hiểu quang - phát quang Hiểu lân quang huỳnh quang, phân biệt khác chúng - Nắm đặc điểm bước sóng tượng phát quang - Vận dụng lý thuyết tượng quang – phát quang. .. đèn, đèn có phóng điện kích thích thủy ngân phát tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm phát ánh sáng trắng Lân quang huỳnh quang • Sự huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10... quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 -8s trở lên); thường xảy với chất rắn Đặc điểm bật quang - phát quang bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng mà chất phát quang