ờlectron trong kim loại.
- Để ờlectron bức ra khỏi kim loại thỡ năng lượng này phải như thế nào?
- HS đọc sgk đẻ hiểu đợc định luật 2 và 3
- HS ghi nhận giải thớch từ đú tỡm được λ ≤ λ0.
- Phải lớn hơn hoặc bằng cụng thoỏt. d. Mỗi lần một nguyờn tử hay phõn tử phỏt xạ hay hấp thụ ỏnh sỏng thỡ chỳng phỏt ra hay hấp thụ một phụtụn. 4. Giải thớch định luật các quang điện a. Cơng thức Anhxtanh về htqđ -Phơton bị hấp thụ truyền tồn bộ NL cho e. NL ε này dùng để :
+ Truyền cho e Wđmax +Cung cấp cho e cơng thốt A hf = A + Wđmax b. Giải thích các định luật quang điện - Mỗi phụtụn khi bị hấp thụ sẽ truyền tồn bộ năng lượng của nú cho 1 ờlectron. - Cụng để “thắng” lực liờn kết gọi là cụng thoỏt (A). - Để hiện tượng quang điện xảy ra: hf ≥ A hay hc A λ ≥ → hc A λ ≤ , Đặt 0 hc A λ = → λ ≤ λ0.
Hoạt động 5 ( phỳt): Tỡm hiểu về lưỡng tớnh súng - hạt của ỏnh sỏng
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Trong hiện tượng giao thoa, phản xạ, khỳc xạ … → ỏnh sỏng thể hiện tớch chất gỡ?
- Liệu rằng ỏnh sỏng chỉ cú tớnh chất súng?
- Lưu ý: Dự tớnh chất nào của ỏnh sỏng thể hiện ra thỡ ỏnh sỏng vẫn cú bản chất là súng điện từ.
- Ánh sỏng thể hiện tớnh chất súng.
- Khụng, trong hiện tượng quang điện ỏnh sỏng thể hiện chất hạt.
IV. Lưỡng tớnh súng - hạt của ỏnh sỏng của ỏnh sỏng
- Ánh sỏng cú lưỡng tớnh súng - hạt.
Hoạt động 6 ( phỳt): Giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Nờu cõu hỏi và bài tập về nhà.
- Yờu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi cõu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau.
Bài 45 – bài tập về hiện tợng quang điện A. Mục tiêu bài học:
- Nắm chắc và biết vận dụng cơng thức Anhxtanh và các cơng thức khác cĩ liên quan đến hiện t ợng quang điện để giải thích các bài tập về hiện tợng quang điện.
• Kỹ năng
- Rèn luyện kỹ năng tính tốn bằng số (chuyển đổi đơn vị, làm trịn số cĩ nghĩa …).
B. Chuẩn bị:1. Giáo viên: 1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Các cơng thức về quang điện. Các bài tập trong SGK. - Những điều cần lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chiếu một chùm sáng đơn sắc cĩ bớc sĩng λ = 0,849àm lên một tấm kim loại kali dùng làm catốt của một tế bào quang điện. Biết cồn thốt êléctron của kali là 2,15eV.
a) Tính giới hạn quang điện của kali.
b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của êléctron bắn ra từ catốt. c) Tình hiệu điện thế hàm.
d) Biết cờng độ dịng quang điện bão hồ Ibh = 5mA và cơng suất của chùm sáng chiếu vào catốt là P = 1,25W, hãy tính hiệu suất lợng tử (là tỉ số giữa êléctron bứt ra khỏi mặt kim loại và số phơtơn tới mặt kim loại đĩ).
P2. Khi chiếu vào một tấm kim loại một chùm sáng đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,2àm, động năng cực đại của các êléctron quang điện là 8.10-19J. Hỏi khi chiếu vào tấm kim loại đĩ lần lợt hai chùm sáng đơn sắc cĩ bớc sĩng λ1 = 1,40àm và λ2 = 0,10àm, thì cĩ sảy ra hiện tợng quang điện khơng? Nếu cĩ, hãy xác định vận tốc cực đại của các êléctron quang điện.
P3. Cơng thốt êléctron khỏi đồng là 4,47eV. a) Tính giới hạn quang điện của đồng?
b) Khi chiếu bức xạ cĩ bớc sĩng λ = 0,14àm vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu đạt hiệu điện thế cực đại là bao nhiêu? Vận tốc ban đầu cực đại của các êléctron quang điện là bao nhiêu?
c) Chiếu một bức xạ điện từ vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu đạt hiệu điện thế cực đại là 3V. Hãy tính bớc sĩng của bức xạ và vận tốc ban đầu cực đại của êléctron quang điện?
P4. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catơt của tế bào quang điện để triệt tiêu dịng quang điện thì hiệu điện thế hãm cĩ giá trị tuyệt đối là 1,9V. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là bao nhiêu?
A. 5,2.105m/s; B. 6,2.105m/s; C. 7,2.105m/s; D. 8,2.105m/s
P5. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc cĩ bớc sĩng 400nm vào catơt của một tế bào quang điện, đợc làm bằng Na. Giới hạn quang điện của Na là 0,50àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
A. 3.28.105m/s; B. 4,67.105m/s; C. 5,45.105m/s; D. 6,33.105m/s
P6. Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,330àm. Để triệt tiêu dịng quang điện cần một hiệu điện thế hãm cĩ giá trị tuyệt đối là 1,38V. Cơng thốt của kim loại dùng làm catơt là
A. 1,16eV; B. 1,94eV; C. 2,38eV; D. 2,72eV
P7. Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,330àm. Để triệt tiêu dịng quang điện cần một hiệu điện thế hãm cĩ giá trị tuyệt đối là 1,38V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catơt là
A. 0,521àm; B. 0,442àm; C. 0,440àm; D. 0,385àm
P8. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,276àm vào catơt của một tế bào quang điện thì hiệu điện hãm cĩ giá trị tuyệt đối bằng 2V. Cơng thốt của kim loại dùng làm catơt là
A. 2,5eV; B. 2,0eV; C. 1,5eV; D. 0,5eV
P9. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,5àm vào catơt của một tế bào quang điện cĩ giới hạn quang điện là 0,66àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
A. 2,5.105m/s; B. 3,7.105m/s; C. 4,6.105m/s; D. 5,2.105m/s
P10. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc cĩ bớc sĩng 0,5àm vào catơt của một tế bào quang điện cĩ giới hạn quang điện là 0,66àm. Hiệu điện thế cần đặt giữa anơt và catơt để triệt tiêu dịng quang điện là
c) Đáp án phiếu học tập: 1(λ0 = 0,578àm; vmax = 2,7.105m/s; Uh = 0,39V; H = 1%); 2(λ0 = 1,04àm; λ2 gây ra hiện tợng quang điện, Wđmax = 1,79.10-18J); 3(λ0 = 0,278àm, v0 = 1,244.106m/s, VM = 4,4V, λ = 0,155àm, v0 = hiện tợng quang điện, Wđmax = 1,79.10-18J); 3(λ0 = 0,278àm, v0 = 1,244.106m/s, VM = 4,4V, λ = 0,155àm, v0 = 1,03.106m/s); 4(D); 5(B); 6(C); 7(A); 8(A); 9(C); 10(D).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)Bài 45. Bài tập Bài 45. Bài tập
1. Tĩm tắt kiến thức:
a) Các cơng thức quang điện:
λ = = ε hf hc; 2 mv A 2 max 0 + = ε ; o 0 hc A A hc λ = => = λ ; 2 max 0 h m.v 2 1 e U = .
P = NP.ε; NP: số photon ánh sáng trong 1 giây. Ibh= Ne.e;Ne số êlectron quang điện trong 1s.
' N N H P e = ; NP'số photon ánh sáng đến K trong 1s. NP’ = H’.NP; H’ là số % ánh sáng đến catốt.
b) Phơng pháp giải: Đọc kỹ bài, xác định đại lợng c đã cho và cần tìm. Vận dụng cơng thức phù hợp. 2. Bài tập: Làm các bài tập trong SGK và phiếu học tập. Mỗi bài cho học sinh đọc kỹ đầu bài, tĩm tắt, xác định đại lợng cần tìm, cơng thức cần áp dụng.
2. Học sinh:
- Đủ SGK và vở ghi chép.
- Ơn lại các cơng thức về quang điện. - Bài tập trong SGK và SBT.
3. Gợi ý CNTT: Một số video về quang điện.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ. * Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- ổn định chỗ ngồi, báo cáo sĩ số học sinh. - Trả lời câu hỏi theo yêu cầu của Thày.
- Yêu cầu báo cáo sĩ số, chuẩn bị bài.
- Hiện tợng quang điện; các định luật quang điện. - Các cơng thức về quang điện.
- Nhận xét, đánh giá kiểm tra.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài 45: Bài tập. Phần 1: Tĩm tắt kiến thức. * Tĩm tắt kiến thức: Nêu đợc các cơng thức về quang điện.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Trình bày cơng thức về quang điện. - Nhận xét, bổ xung.
+ Các cơng thức về quang điện.
- Yêu cầu HS nêu đợc các cơng thức về quang điện. - Trình bày các cơng thức.
- Nhận xét, tĩm tắt.
Hoạt động 3 ( phút) : Bài tập:
* Nắm đợc cách giải bài tập về quang điện.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc bài, tĩm tắt.
- Xác định bài cho: λ, A, Ibh, P. - Tìm λ0, v0, Uh, H.
- áp dụng các cơng thức trên tìm các đại lợng. - Thay số tìm kết quả cuối cùng.
- Nhận xét, bổ xung cho bạn.
+ Bài 1: Yêu cầu HS đọc kỹ đầu bài, tĩm tắt. - Bài cho những đại lợng nào?
- Tìm đại lợng nào? - áp dụng cơng thức nào? - Thay số tìm kết quả cối cùng. - Nhận xét, đánh giá.
- Đọc bài, tĩm tắt.
- Xác định bài cho: λ. Wd, λ1, λ2.
+ Bài 2: Yêu cầu HS đọc kỹ đầu bài, tĩm tắt. - Bài cho những đại lợng nào?
- Tìm hiện tợng quang điện xảy ra? Wd. - áp dụng các cơng thức trên tìm các đại lợng. - Thay số tìm kết quả cuối cùng.
- Nhận xét, bổ xung cho bạn.
- Tìm đại lợng nào? - áp dụng cơng thức nào? - Thay số tìm kết quả cối cùng. - Nhận xét, đánh giá.
- Đọc bài, tĩm tắt.
- Xác định bài cho: A. λ, Uh.
- Tìm hiện tợng quang điện xảy ra? Wd. - áp dụng các cơng thức trên tìm các đại lợng. - Thay số tìm kết quả cuối cùng.
- Nhận xét, bổ xung cho bạn.
+ Bài 3: Yêu cầu HS đọc kỹ đầu bài, tĩm tắt. - Bài cho những đại lợng nào?
- Tìm đại lợng nào? - áp dụng cơng thức nào? - Thay số tìm kết quả cối cùng. - Nhận xét, đánh giá.
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố (Trong giờ).
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Về làm bài tập và đọc bài sau.
- Làm các bài tập trong SGK. SBT: - Đọc và chuẩn bị bài sau.
Tiết: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG – quang điện trở và pin quang điện
I. MỤC TIấU1. Kiến thức: 1. Kiến thức:
- Trả lời được cỏc cõu hỏi: Tớnh quang dẫn là gỡ?
- Nờu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thớch được hiện tượng quang dẫn. - Trỡnh bày được định nghĩa, cấu tạo và chuyển vận của cỏc quang điện trở và pin quang điện.
2. Kĩ năng: 3. Thỏi độ: 3. Thỏi độ: II. CHUẨN BỊ
1. Giỏo viờn:
- Thớ nghiệm về dựng pin quang điện để chạy một động cơ nhỏ (nếu cú). - Mỏy tớnh bỏ tỳi chạy bằng pin quang điện.
2. Học sinh:
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌCHoạt động 1 ( phỳt): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động 1 ( phỳt): Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
Hoạt động 2 ( phỳt): Tỡm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Dựa vào bản chất của dũng điện trong chất bỏn dẫn và thuyết lượng tử, hĩy giải thớch vỡ sao như vậy?
- Hiện tượng giải phúng cỏc hạt tải điện (ờlectron và lỗ trống) xảy ra bờn trong khối bỏn dẫn khi bị chiếu sỏng nờn gọi là hiện tượng quang dẫn trong. - So sỏnh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện và đưa ra nhận xột.
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết chất quang dẫn là gỡ?
- HS đọc Sgk và trả lời.
- Chưa bị chiếu sỏng → e liờn kết với cỏc nỳt mạng → khụng cú e tự do → cỏch điện.
- Bị chiếu sỏng → ε truyền cho 1 phụtụn. Nếu năng lượng e nhận được đủ lớn → giải phúng e dẫn (+ lỗ trống) → tham gia vào quỏ trỡnh dẫn điện → trở thành dẫn điện. - Giới hạn quang dẫn ở vựng
1. hiện tượng quang điện trong trong
a. Hiện tượng quang điện trong
- Hiện tượng ỏnh sỏng giải phúng cỏc ờlectron liờn kết để chỳng trở thành cỏc ờlectron dẫn đồng thời giải phúng cỏc lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong.
Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện. b. Chất quang dẫn - Là chất bỏn dẫn cú tớnh
- Một số chất quang dẫn: Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe…
bước súng dài hơn giới hạn quang điện vỡ năng lượng kớch hoạt cỏc e liờn kết để chỳng trở thành cỏc e dẫn nhỏ hơn cụng thoỏt để bức cỏc e ra khỏi kim loại.
chất cỏch điện khi khụng bị chiếu sỏng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sỏng.
Hoạt động 3 ( phỳt): Tỡm hiểu về quang điện trở
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Y/c HS đọc Sgk và cho quang điện trở là gỡ? Chỳng cú cấu tạo và đặc điểm gỡ?
- Cho HS xem cấu tạo của một quang điện trở.
- Ứng dụng: trong cỏc mạch tự động.
- HS đọc Sgk và trả lời.
- HS ghi nhận về quang điện trở.
2. Quang điện trở
- Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn.
- Điện trở cú thể thay đổi
khi cờng độ của chùm sáng chiếu vào nĩ thay đổi
Hoạt động 4 ( phỳt): Tỡm hiểu về pin quang điện
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Thụng bỏo về pin quang điện (pin Mặt Trời) là một thiết bị biến đổi từ dạng năng lượng nào sang dạng năng lượng nào?
- Minh hoạ cấu tạo của pin quang điện.
- Trong bỏn dẫn n hạt tải điện chủ yếu là ờlectron, bỏn dẫn loại p hạt tải điện chủ yếu là lỗ trống → ở lớp chuyển tiếp hỡnh thành một lớp nghốo. Ở lớp nghốo về phớa bỏn dẫn n và về phớa bỏn dẫn p cú những ion nào?
- Khi chiếu ỏnh sỏng cú λ ≤ λ0 → hiện tượng xảy ra trong pin quang điện như thế nào?
- Hĩy nờu một số ứng dụng của pin quang điện?
- Trực tiếp từ quang năng sang điện năng.
- HS đọc Sgk và dựa vào hỡnh vẽ minh hoạ để trỡnh bày cỏu tạo của pin quang điện.
- Về phớa n sẽ cú cỏc ion đụno tớch điện dương, về phớa p cú cỏc ion axepto tớch điện õm.
- Gõy ra hiện tượng quang điện trong. ấlectron đi qua lớp chặn xuống bỏn dẫn n, lỗ trống bị giữ lại → Điện cực kim loại mỏng ở trờn nhiễm điện (+) → điện cực (+), cũn đế kim loại nhiễm điện (-) → điện cực (-).
- Trong cỏc mỏy đú ỏnh sỏng, vệ tinh nhõn tạo, mỏy tớnh bỏ tỳi…