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

Bài 46. Hiện tượng quang điện trong. Quang điện trở và pin quang điện tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án,...

1 Bài 46. H H I I Ệ Ệ N N T T Ư Ư Ợ Ợ N N G G Q Q U U A A N N G G Đ Đ I I Ệ Ệ N N T T R R O O N N G G I. MỤC TIÊU: - Tìm hiểu thế no l hiện tượng quang điện trong và một số đặc điểm cơ bản của hiện tượng này. - Tìm hiểu về hiện tượng quang dẫn. Giải thích hiện tượng bằng thuyết lượng tử ánh sáng. - Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng quang điện trong: Quang điện trở và pin quang điện. Vận dụng giải thích nguyên tắc và hoạt động của hai thiết bị trên. II. CHUẨN BỊ: - GV: Chuẩn bị một số thiết bị: máy tính dùng năng lượng Mặt trời, pin quang điện gắn với bóng đèn và đèn pin làm nguồn sáng. - HS: Ơn tập kiến thức về dịng điện trong chất bán dẫn. (SGK lớp 11) III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1) Kiểm tra Bài cũ: (5’) GV nu Câu hỏi kiểm tra: - Cường độ ánh sáng chiếu vào catot của TBQĐ ảnh hưởng thế nào đến cường độ dịng quang điện? - Giải thích sự tạo thành điện thế cực đại trên một quả cầu kim loại cô lập khi chiếu sáng thích hợp vào nó? 2 2) Bài mới: (35’) Hoạt động 1.( ’) Tìm hiểu HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG 1) Đặt vấn đề: với một chất bán dẫn có kích thước xác định, điện trở phụ thuộc cc yếu tố no? H. Một số chất bán dẫn như Si, Ge, Cds có điện trở suất giảm khi chiếu ánh sáng thích hợp vào nó. Ánh sáng có tác dụng gì? (lấy VD) H. Nêu điều kiện để có hiện tượng quang điện trong? H. Năng lượng để giải phóng electron liên kết trong bán dẫn như thế nào so với công thoát của electron kim loại? Nhận xét gì về giới hạn quang điện trong? (hướng dẫn HS xem bảng 46.1) H. Nhận xt gì về sự khc Bàiết của HTQĐ trong và HT QĐ -Dựa vào công thức điện trở, suy ra R phụ thuộc vào P. R giảm khi P giảm. -Đọc SGK, tìm hiểu thế no l hiện tượng quang điện trong. -Trả lời: Ánh sáng làm tăng mật độ hạt mang điện do: + Tăng electron tự do được giải phóng từ electron liên kết. + Tăng lỗ trống. -Thảo luận nhóm: năng lượng giải phóng electron liên kết nhỏ  photon ánh sáng tới ứng với 1) Định nghĩa: HTQĐ trong. (SGK) a) Điều kiện để có hiện tượng quang điện trong.  ≤  0 với  0 : giới hạn quang điện. b)  0 một số chất bn dẫn thuộc vng HN v ÁNH SÁNG nhìn thấy vì năng lượng giải phóng electron liên kết nhỏ. 2) Hiện tượng quang dẫn: 3 ngoài? 2) Đưa ra hiện tượng quang dẫn và hướng dẫn HS vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích. -Lưu ý HS về sự phụ thuộc của điện trở suất CBD vào cường độ chùm sáng. sóng có bước sóng dài. -Nhận ra vì sao độ dẫn điện một số chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng là do hiện tượng quang dẫn xảy ra ở nó. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hiện tượng quang điện xảy nào? Câu 2: Trong chất bán dẫn có hạt tải điện nào? Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Hiện tượng quang điện a Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng quang điện tạo thành electron dẫn lỗ trống bán dẫn, tác dụng ánh sáng có bước sóng thích hợp b Hiện tượng quang dẫn: Hiện tượng quang dẫn tượng giảm điện trở suất bán dẫn có ánh sáng thích hợp chiếu vào Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Nêu điểm giống khác tượng quang điện tượng quang điện ngoài? Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Quang điện trở a Khái niệm: Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn, điện trở thay đổi cường độ chùm sáng chiếu vào thay đổi 4 b Cấu tạo: 3 R Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Pin quang điện a Khái niệm: Pin quang điện nguồn điện, mà quang biến đổi trực tiếp thành điện b Cấu tạo hoạt động: Dựa vào tượng quang điện số chất bán dẫn Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN VUI ĐỂ HỌC E L E C T R O N 16 G I O I H A N Q U A N G D I E N P H O T O N N A N G L U O N G B A O H O A L O T R O N G Đây tượng vật lí, tượng … Q U A N GD I E N Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Đây hạt mang điện tích nguyên tố âm? Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Hiện tượng quang điện xảy bước sóng ánh sáng kích thích phải nhỏ ….? Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Chùm sáng tập hợp … , có lượng xác định ε = hf = hc λ Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN …không tự sinh không tự đi, mà chuyển từ dạng sang dạng khác truyền từ vật sang vật khác Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Cường độ dòng quang điện … tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Đây hạt tải điện chất bán dẫn? 12 0:12 V 10 POWER 10 - DC + A 12 - DC + Trường THPT Phan Bội Châu 10 2 V 12 0:12 V 10 10 V 4 0:12 mA =1┴ Trường THPT Phan Bội Châu + - 12 0:12 V 10 - DC + Trường THPT Phan Bội Châu POWER A 10 - DC + 0:4 mA 4 10 0:12 V V 0 12 V 4 10 CdS Trường THPT =1┴ Phan Bội Châu 0,1:0,2 mA + - 10 Trường THPT Phan Bội Châu POWER 10 - AC + mA - DC + Cu2 12 0:12 V Au V 12 0:12 V 10 10 V 4 0:4 mA Trường THPT Phan Bội Châu =1┴ 0,1:0,2 mA - + Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt? Tiết 78 : Bài 62 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ PIN QUANG ĐIỆN I / MỤC TIÊU :  Hiểu được hiện tượng quang dẫn.  Hiểu được hiện tượng quang điện trong, phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.  Hiểu được cấu tạo và hoạt động của quang điện trở, của pin quang điện. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn các hình 62.1 và 62.2 SGK. GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng nếu có) làm dụng cụ trực quan. 2 / Học sinh : Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài §59 – 60. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Giảm đi. HS : Nêu định nghĩa. HS : Electron và lỗ trống. HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 2 : HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 Hoạt động 3 : GV : Điện trở của bán dẫn như thế nào khi nó chịu tác dụng của ánh sáng ? GV : Thế nào là hiện tượng quang dẫn ? GV : Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất hiện cái gì ? GV : Thế nào là hiện tượng quang điện trong ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mô tả quang điện trở ? HS : Nguồn điện. HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 GV : Pin quang điện là gì ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mô tả pin quang điện ? IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện trong : Hiện tượng giảm điện trở, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn do tác dụng của ánh sáng được gọi là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của các ánh sáng thích hợp, được gọi là hiện tượng quang điện trong. 2. Quang điện trở : Hình 62.1 Mạch điện dùng quang điện trở 3. Pin quang điện : Hình 62.2 Hình cắt ngang của pin quang điện silic V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3. Xem bài 63 Bài 62 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ PIN QUANG ĐIỆN I / MỤC TIÊU :  Hiểu được hiện tượng quang dẫn.  Hiểu được hiện tượng quang điện trong, phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.  Hiểu được cấu tạo và hoạt động của quang điện trở, của pin quang điện. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn các hình 62.1 và 62.2 SGK. GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng nếu có) làm dụng cụ trực quan. 2 / Học sinh : Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài §59 – 60. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Giảm đi. HS : Nêu định nghĩa. HS : Electron và lỗ trống. HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 2 : HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 Hoạt động 3 : HS : Nguồn điện. HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 GV : Điện trở của bán dẫn như thế nào khi nó chịu tác dụng của ánh sáng ? GV : Thế nào là hiện tượng quang dẫn ? GV : Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất hiện cái gì ? GV : Thế nào là hiện tượng quang điện trong ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mô tả quang điện trở ? GV : Pin quang điện là gì ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mo tả pin quang điện ? IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện trong : Hiện tượng giảm điện trở, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn do tác dụng của ánh sáng được gọi là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của các ánh sáng thích hợp, được gọi là hiện tượng quang điện trong. 2. Quang điện trở : Hình 62.1 Mạch điện dùng quang điện trở 3. Pin quang điện : Hình 62.2 Hình cắt ngang của pin quang điện silic V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3. Xem bài 63 Bài 62 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ - PIN QUANG ĐIỆN I / MỤC TIÊU :  Hiểu được hiện tượng quang dẫn.  Hiểu được hiện tượng quang điện trong, phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.  Hiểu được cấu tạo và hoạt động của quang điện trở, của pin quang điện. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn các hình 62.1 và 62.2 SGK. GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng nếu có) làm dụng cụ trực quan. 2 / Học sinh : Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài §59 – 60. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Giảm đi. HS : Nêu định nghĩa. HS : Electron và lỗ trống. HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 2 : HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 Hoạt động 3 : HS : Nguồn điện. HS : Hiệu ứng quang điện trong. GV : Điện trở của bán dẫn như thế nào khi nó chịu tác dụng của ánh sáng ? GV : Thế nào là hiện tượng quang dẫn ? GV : Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất hiện cái gì ? GV : Thế nào là hiện tượng quang điện trong ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mô tả quang điện trở ? GV : Pin quang điện là gì ? GV : Quang điện trở được chế tạo HS : Học sinh quan sát hình 62.1 dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mo tả pin quang điện ? IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện trong : Hiện tượng giảm điện trở, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn do tác dụng của ánh sáng được gọi là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của các ánh sáng thích hợp, được gọi là hiện tượng quang điện trong. 2. Quang điện trở : Hình 62.1 Mạch điện dùng quang điện trở 3. Pin quang điện : Hình 62.2 Hình cắt ngang của pin quang điện silic V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3. Xem bài 63 Bài 62 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ PIN QUANG ĐIỆN I / MỤC TIÊU :  Hiểu được hiện tượng quang dẫn.  Hiểu được hiện tượng quang điện trong, phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.  Hiểu được cấu tạo và hoạt động của quang điện trở, của pin quang điện. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn các hình 62.1 và 62.2 SGK. GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng nếu có) làm dụng cụ trực quan. 2 / Học sinh : Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài §59 – 60. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Giảm đi. HS : Nêu định nghĩa. HS : Electron và lỗ trống. HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 2 : HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 Hoạt động 3 : HS : Nguồn điện. HS : Hiệu ứng quang điện trong. HS : Học sinh quan sát hình 62.1 GV : Điện trở của bán dẫn như thế nào khi nó chịu tác dụng của ánh sáng ? GV : Thế nào là hiện tư ợng quang dẫn ? GV : Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất hiện cái gì ? GV : Thế nào là hiện tượng quang điện trong ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mô tả quang điện trở ? GV : Pin quang điện là gì ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì ? GV : Giáo viên mo tả pin quang điện ? IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện trong : Hiện tượng giảm điện trở, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn do tác dụng của ánh sáng được gọi là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của các ánh sáng thích hợp, được gọi là hiện tượng quang điện trong. 2. Quang điện trở : Hình 62.1 Mạch điện dùng quang điện trở 3. Pin quang điện : Hình 62.2 Hình cắt ngang của pin quang điện silic V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3. Xem bài 63 ... HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN... Dựa vào tượng quang điện số chất bán dẫn Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Ứng dụng Bài 46: HIỆN... khác tượng quang điện tượng quang điện ngoài? Bài 46: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG TRỞ PIN QUANG ĐIỆN Quang điện trở a Khái niệm: Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn, điện trở thay