Đang tải... (xem toàn văn)
Khái niệm về hiện tượng quang dẫn và về hiện tượng quang điện bên trong. - Khái niệm, cấu tạo và hoạt động của quang trở và pin quang điện. - Những ưu điểm của quang trở so với tế bào quang điện chân không. B. Kỹ năng: - Phân biệt được hiện tượng quang điện bên trong và hiện tượng quang điện bên ngoài. - Giải thích được hoạt động của quang trở và pin quang điện. - Giải được những bài toán đơn giản về quang trở và pin quang điện. ...
TIẾT 75: QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: A Trọng tâm: - Khái niệm tượng quang dẫn tượng quang điện bên - Khái niệm, cấu tạo hoạt động quang trở pin quang điện - Những ưu điểm quang trở so với tế bào quang điện chân không B Kỹ năng: - Phân biệt tượng quang điện bên tượng quang điện bên ngồi - Giải thích hoạt động quang trở pin quang điện - Giải toán đơn giản quang trở pin quang điện C Phương pháp: Diễn giảng, pháp vấn, gợi mở II CHUẨN BỊ: Học sinh: xem Sgk GV: Chuẩn bị máy tính sử dụng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng) làm dụng cụ trực quan III TIẾN HÀNH LÊN LỚP: A Ổn định: B Kiểm tra: Hiện tượng quang điện gì? Nêu thí nghiệm có tượng quang điện? Trình bày thí nghiệm với tế bào quang điện nêu kết quả? C Bài mới: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Nhắc lại: liên kết bán dẫn I HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN: liên kết gì? (liên kết cộng hóa trị), Hiện tượng quang dẫn tượng điện trở chất điều kiện bình thường liên kết bán dẫn giảm mạnh bị chiếu sáng gọi tượng nào? (bền vững) bán dẫn ẫn giảm mạnh bị chiếu sáng gọi tượng chất gì? (điện mơi) quang dẫn - Bán dẫn kim loại, chiếu Sự tạo thành hạt mang điện: ánh sáng có bước sóng thích hợp Trong tượng quang dẫn, bán dẫn hấp thụ bán dẫn photon làm bứt photon ánh sáng kích thích giải phóng e- liên e- liên kết tạo thành e- tự do; kết để trở thành e- tự chuyển động khối bán chỗ thiếu e- tạo thành lỗ trống e- dẫn gọi e- dẫn “lỗ trống” chuyển động tự Ngoài ra, chỗ e- liên kết giải phóng để lại bán dẫn làm cho bán dẫn bị “chỗ trống” mang điện tích dương lỗ trống chiếu sáng trở nên dẫn điện tốt chuyển động tham gia vào trình dẫn điện - Phân biệt tượng quang Hiện tượng quang điện bên bên ngoài: điện bên tượng quang - Hiện tượng giải phóng số e- liên kết điện bên ngoài? chúng trở thành e- dẫn gọi tượng quang (- Điểm giống nhau: photon điện bên bị hấp thụ làm bứt e- - Hiện tượng làm bứt e- khỏi bề mặt Katod - Điểm khác nhau: để chúng trở thành e- quang điện gọi tượng + Hiện tượng quang điện bên quang điện bên làm bứt e- khỏi kim loại * Lưu ý: khác với tượng quang điện, (Katod) để trở thành e- quang điện tượng quang dẫn lượng cần thiết để giải + Hiện tượng quang điện bên phóng e- dẫn khơng lớn lắm, nghĩa không làm bứt e- khỏi liên kết để địi hỏi photon phải có lượng lớn trở thành e- dẫn khối đó) VD: với ánh sáng hồng ngoại (0,9mm) nhiều chất quang dẫn hoạt động (Cds) Vậy, bước sóng dài có khả gây tượng quang dẫn chất gọi giới hạn quang dẫn - Ta biết, bán dẫn điều kiện bình II QUANG TRỞ: thường chất cách điện (R lớn), Hiện tượng quang dẫn ứng dụng để tạo bị kích thích (t0, ánh sáng…) điện trở có điện trở thay đổi nhờ biến thiên trở nên dẫn điện (R bé) cường độ chùm sáng chiếu vào, gọi quang trở - Khi chiếu vào bán dẫn ánh sáng có Cấu tạo: gồm lớp bán dẫn mỏng: Cds (1) phủ bước sóng thích hợp bán dẫn lên nhựa cách điện (2) Hai đầu bán dẫn có tượng gì? (làm bứt e- điện cực (3) (4) kim loại để nối dẫn) Hoạt động: nối vào điện cực hiệu điện - Nếu nối cực hiệu điện khoảng vài vôn thông qua mA kế đó, có dịng qua mạch + Khi đặt tối I = 0: khơng có dịng qua không? mạch I = ? đặt bán dẫn tối + Khi chiếu vào quang dẫn ánh sáng có bước VD: với quang trở Cds thì: sóng ngắn “giới hạn quang dẫn” mạch + Trong tối: R = 3.106 có dịng điện điện trở quang trở giảm mạnh + Ngoài sáng: R = 20 Ứng dụng: dùng để thay cho tế bào quang điện - Ứng dụng: mạch tự động đóng – mạch điều khiển tự động ngắt đèn đường (học sinh xem Sgk) III PIN QUANG ĐIỆN: Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện năng, hoạt động dựa tượng quang điện bên bán dẫn Lớp tiếp xúc Cu2O Cu cho Cấu tạo: xét pin đơn giản pin Đồng Oxit Pin có e- di chuyển từ Cu2O Cu Ta điện cực Cu, phủ lớp Đồng biết chiếu ánh sáng có Oxit Cu2O Trên lớp Cu2O người ta phun lớp bước sóng thích hợp vào kim loại kim loại mỏng (có thể cho ánh sáng truyền qua) làm bứt e- dẫn Để e- di để làm điện cực chuyển qua lớp tiếp xúc Lớp tiếp xúc Cu2O Cu hình thành lớp đặc ánh sáng phải chiếu vào lớp biệt cho phép e- qua theo chiều từ Cu2O nào? (Cu2O) Khi có e- di chuyển sang Cu làm cho lớp tích điện Hoạt động: chiếu ánh sáng có bước sóng thích nào? (Cu(-) Cu2O(+)) Vậy hợp vào lớp Cu2O làm xạ e- dẫn di chúng tồn suất điện chuyển sang cực Cu, làm cho cực Cu tích điện âm động, nối cực với mạch ngồi cịn cực Cu2O tích điện dương cực hình dịng điện mạch có chiều thành suất điện động Nối cực dây dẫn nào? có dịng chạy mạch có chiều Cu2O Cu Ứng dụng: chế tạo pin mặt trời: máy tính bỏ túi, vệ tinh nhân tạo, máy đo ánh sáng… D Củng cố: Nhắc lại tượng quang dẫn số ứng dụng tượng quang dẫn E Dặn dò: Xem “Ứng dụng Thuyết lượng tử nguyên tử Hydro” ... trở thành e- quang điện gọi tượng + Hiện tượng quang điện bên quang điện bên làm bứt e- khỏi kim loại * Lưu ý: khác với tượng quang điện, (Katod) để trở thành e- quang điện tượng quang dẫn lượng... tế bào quang điện - Ứng dụng: mạch tự động đóng – mạch điều khiển tự động ngắt đèn đường (học sinh xem Sgk) III PIN QUANG ĐIỆN: Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện năng,... dẫn tối + Khi chiếu vào quang dẫn ánh sáng có bước VD: với quang trở Cds thì: sóng ngắn “giới hạn quang dẫn” mạch + Trong tối: R = 3.106 có dịng điện điện trở quang trở giảm mạnh + Ngoài