Bài 46. Hiện tượng quang điện trong. Quang điện trở và pin quang điện

Hình vẽ này nói lên hiện tượng gì ?HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - Là hiện tượng electron bị bật ra khỏi kim loại khi chiếu ánh sáng thích hợp - Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện:  ≤ o 

.

Hình vẽ này nói lên hiện tượng gì ?

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

- Là hiện tượng electron bị bật ra khỏi kim loại khi chiếu ánh sáng thích hợp

- Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện:  ≤ o

 Cỡ bước sóng của ánh sáng tử ngoại

QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN

I Hiện tượng quang dẫn:(còn gọi là hiện tượng quang điện bên trong)

Là hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng Cũng

là hiện tượng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành electron dẫn

b Gỉai thích :

+ Khi không bị chiếu sáng thì các electron không chuyển động tự do mà

liên kết chặt chẽ trong mạng tinh thể bán dẫn Điện trở lớn

+ Khi được chiếu ánh sáng thích hợp : Mỗi photon của ánh sáng kích thích bị hấp thụ sẽ giải phóng một electron liên kết để trở thành electron tự

do chuyển động trong khối bán dẫn , đồng thời xuất hiện lỗ trống mang điện

tích dương Electron vừa giải phóng và lỗ trống sẽ tham gia vào quá trình

dẫn điện → tăng độ dẫn điện →Giảm R

+ Hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành electron tự do

dưới tác dụng của ánh sáng còn gọi là hiện tượng quang điện trong

a Định nghĩa :

Si Si

Si Si

Si e dẫn

Lỗ trống

Lỗ trống

Hình vẽ minh họa hiện tượng quang điện trong

Chất bản dẫn mà ai khi

học điện tử cũng biết

đó là Si

Khi chiếu ánh sáng thích hợp

Electron liên kết

giữa hai nguyên tử

Si bị bứt ra

Còn chỗ này cũng vậy thôi

QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN

I Hiện tượng quang dẫn :

II Quang trở : ( LDR )

Là điện trở có thể thay đổi được trị số nhờ biến thiên của cường độ chùm sáng chiếu vào ( Ligh dependant resistor )

b Nguyên tắc : Ứng dụng hiện tượng quang điện

c Cấu tạo:

mA

1 2 3

4

(1) Lớp bán dẫn ( CdS)

(2) Tấm nhựa cách điện

(3),(4) :Hai điện cực gắn vào bán dẫn

Nối nguồn vài vôn với quang trở qua mileAmpe

- Khi đặt trong tối : số chỉ miliAmpe bằng 0 ( RCdS = 3.106 )

- Khi chiếu ánh sáng thích hợp : số chỉ miliampe khác 0 ( RCdS = 20 )

a Định nghĩa

d Hoạt động :

Thí nghiệm trên chứng tỏ:điện trở của quang trở giảm rất mạnh khi bị chiếu sáng

QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN

I Hiện tượng quang dẫn:

II Quang dẫn : ( LDR )

III Pin quang điện

Là một nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng

Dựa vào hiện tượng quang điện trong

c Cấu tạo : Pin quang điện đơn giản là pin đồng oxit3 I

2 1

(1) :bản đồng (2) : bản Cu2O

(3) :lớp vàng rất mỏng làm điện cực

(ánh sáng có thể truyền qua được )

+ Chỗ tiếp xúc Cu2O và Cu hình thành một lớp có tác dụng đặc biệt là cho electron chạy qua theo chiều Cu2O  Cu

+ Khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào mặt lớp bán dẫn Cu2O thì electron liên kết trong mạng Cu2O giải phóng thành e tự do rồi khếch tán sang Cu Cực đồng nhiễm điện âm (-) còn Cu2O nhiễm điện (+)  2 cực hình thành một suất điện độnglàm nguồn điện sử dụng trong máy tính , trên vệ tinh nhân tạo

a Hoạt động :

b Nguyên tắc

d Hoạt động :

e Ứng dụng

e-e- e- e-

e-_ e-_ e-_ e-_ e-_

Dư e

+ + + + + Thiếu e

Lớp chặn +

-++ -++ -++ -++ -+++

+ Xem lại hoạt động để hiểu rõ hơn

Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang điện vào lớp kim loại mỏng thí ánh sáng sẽ xuyên qua lớp này vào lớp p, gây ra hiện tựợng quang điện trong

Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n,

còn lỗ trống thì bị giữ lại.

Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên trở thành điện

cực dương, còn đế kim loại ở dưới sẽ trở thành cực âm

của pin

Nếu ta nối hai điện cực bằng một dây dẫn thông quan

điện kế thì ta thấy có dòng quang điện chạy từ cực

dương sang cực âm

4 Ứng dụng:

- Trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi

- Ô tô máy bay chạy bằng pin năng lượng

HỆ THỐNG KIẾN THỨC LIÊN QUAN

Minh họa

Đối tượng

Định

nghĩa

Ánh sáng

gây ra

hiệu ứng

Ứng

dụng

Hiện tượng quang điện trong Hiện tượng quang điện ngoài

Chất bán dẫn Kim loại

Là hiện tượng e liên kết trong khối bán dẫn giải phóng e thành

tự do rồi chuyển động trong khối bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào

Là hiện tượng khi e tự do trong kim loại bị bật ra ngoài tấm kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào

 ≤ d

d.cỡ bức xạ hồng ngoại

o :cỡ bức xạ tử ngoại Mạch điều khiển tự động

Nguồn điện cần sử dụng năng lượng ánh sáng (vệ tinh nhân tạo )

Cơ sở thực nghiệm quan trọng

để khẳng định bản chất phức tạp của ánh sáng (lưỡng tính )

Nói dễ hiểu là : Biến e liên kết thành e dẫn ngay trong khối bán dẫn (chứ không loạt ra khối bán dẫn)

Nói dễ hiểu là : giải phóng

e ra khỏi chất (tức là bay ra khỏi kim loại luôn)

Nói dễ hiểu là : bước sóng giới hạn λ0 của hiệu ứng trong lớn hơn

Của hiệu ứng ngoài ( hiệu ứng trong dễ xảy ra hơn )

Giống nhau :

*) Đều là hiện tượng do tách dụng của photon ánh sáng làm e ở dạng liên kết trở thành tự do

*) Đều có điều kiện λ ≤ λ0

LINK LIÊN KẾT ĐỌC TÀI LIỆU : GIÚP BẠN HIỂU RÕ HƠN SÁCH GIÁO KHOA

ĐIỀU KIỆN ĐỌC TÀI LIỆU : BẠN PHẢI CÓ KIẾN THỨC HÓA VÀ LÝ

NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ LIÊN KẾT