1. Pin quang điện là nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Pin quang điện biến đổi trực
tiếp quang năng thành điện năng.
2. Cấu tạo và hoạt động
• Pin quang điện gồm hai lớp bán dẫn tiếp xúc nhau: một bán dẫn loại p (gồm đa số là lỗ trống mang điện tích dương) và một lớp bán dẫn n (gồm đa số là electrôn dẫn mang điện tích âm).
• Giữa lớp p và lớp n hình thành một lớp đặc biệt gọi là lớp chặn, có tác dụng ngăn không cho electrôn di chuyển từ lớp bán dẫn n sang lớp bán dẫn p.
Khi chiếu ánh sáng vào bề mặt lớp p thì trong lớp này xuất hiện rất nhiều các electrôn dẫn. Chúng ngay lập tức khuếch tán sang lớp n khiến lớp bán dẫn p trở nên nhiễm điện dương còn lớp n thừa electrôn trở nên nhiễm điện âm.
• Ở phía trên lớp p có một lớp kim loại mỏng (vừa cho phép ánh sáng đi qua, vừa có tác dụng dẫn điện) nối với một điện cực. Điện cực này là điện cực dương.
• Ở phía dưới lớp n là một đế bằng kim loại đóng vai trò của điện cực âm.
Nối hai điện cực của pin quang điện với một mạch ngoài thì trong mạch ngoài có dòng điện một chiều chạy từ cực dương sang cực âm
3. Đặc điểm:
• Hiệu suất của pin quang điện chỉ vào khoảng 10%.
• Suất điện động của mỗi tế bào pin quang điện (tức là một lớp tiếp xúc p - n như trên) từ
0,5 V đến 0,8 V. Đo đó người ta phải ghép rất nhiều tế bào pin quang điện với nhau thành bộ để có hiệu điện thế và cường độ dòng điện đủ lớn để sử dụng.
4. Ứng dụng:
• Dùng trong các máy đo ánh sáng.
• Dùng để cung cấp điện cho các tòa nhà lớn, ô tô, máy bay, máy tính dùng pin Mặt Trời...
Giáo án Vật Lí năm học 2014-2015 Page 44
c) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 46: Hiện tượng quang điện trong. Quang điện trở. Pin quang điện. 1. Hiện tượng quang điện trong.
a) Hiện tượng quang dẫn: SGK b) Hiện tượng quang điện trong: SGK 2. Quang điện trở:
a) Cấu tạo: SGK (Hình vẽ)
b) Hoạt động: SGK
c) ứng dụng: trong các mạch tự động điều khiển.
3. Pin quang điện:
a) Cấu tạo: SGK (Hình vẽ) b) Hoạt động: SGK
c) ứng dụng: Làm nguồn điện... 4. Trả lời phiếu học tập...
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn (SGK vật lí 11).
3. Gợi ý CNTT: Một số video clips về nhà máy điện mặt trời, hệ thống tự động điều khiển
dùng quang trở và pin quang điện.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1 (5 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.- Tính chất và tương tác cơ bản của hạt sơ cấp. - Nhận xét, đánh giá kiểm tra.
Hoạt động 2 ( 15 phút) : Bài 46: Hiện tượng quang điện trong.Quang điện trở. Pin quang điện.
Phần 1: Hiện tượng quang điện trong.
* Nắm được khái niệm hiện tượng quang dẫn, quang điện trong.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK phần 1. Tìm hiểu hiện tượng quang dẫn, quang điện trong.
- Thảo luận nhóm, trình bày hiện tượng... - Nhận xét, bổ xung ý kiến.
- Trả lời câu hỏi C1.
+ Yêu cầu đọc SGK, tìm hiểu hiện tượng quang điện trong là gì?
- Trình bày hiện tượng quang dẫn, quang điện trong.
- Nhận xét, tóm tắt.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1.
Hoạt động 3 ( 7 phút) : Phần 2: Quang điện trở, pin quang điện.
* Nắm được cấu tạo, hoạt động của quang điện trở.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của quang điện trở.
- Thảo luận nhóm, trình bày nhận biết của mình...
- Nhận xét, bổ xung tình bày của bạn.
+ Đọc SGK, tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của quang điện trở.
- Trình bày cấu tạo và hoạt động... - Nhận xét, tóm tắt.
- Đọc SGK tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của pin quang điện.
- Thảo luận nhóm, trình bày nhận biết của mình...
- Nhận xét, bổ xung tình bày của bạn.
+ Đọc SGK, tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của pin quang điện..
- Trình bày cấu tạo và hoạt động... - Nhận xét, tóm tắt.
Hoạt động 4 ( 13 phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi chép tóm tắt.
- Trả lời câu hỏi theo yêu cầu của thày. - Tóm tắt kiến thức trong bài.- Trả lời các câu hỏi sau bài học trong phiếu học tập
- Nhận xét, đánh giá kết quả bài dạy.
Hoạt động 5 ( 5 phút): Hướng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Làm các bài tập trong SGK. SBT:
Giáo án Vật Lí năm học 2014-2015 Page 45
- Về làm bài tập và đọc bài sau. - Đọc và chuẩn bị bài sau.
Tiết 77,78 BÀI 47 – MẪU NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
Ngày dạy:
A. Mục tiêu bài học:
• Kiến thức
- Phát biểu được các tiên đề của Bo.
- Mô tả được các dãy quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô và nêu được cơ chế tạo thành các dãy quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ của nguyên tử này.
• Kỹ năng
- Giải được các bài tập về tính bước sóng các vạch quang phổ của nguyên tử hyđrô.
B. Chuẩn bị:1. Giáo viên: 1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Vẽ hình 47.4 SGK
- Đọc những điều lưu ý trong SGV. b)Kiến thức bổ trợ bài giảng
MẪU NGUYÊN TỬ BO - QUANG PHỔ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔI. Mẫu nguyên tử Bo: I. Mẫu nguyên tử Bo:
1. Tiên đề Bo về các trạng thái dừng:
• Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ.
• Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electrôn chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định. Các quỹ đạo này gọi là quỹ đạo dừng.
o Nguyên tử hiđrô cấu tạo bởi một prôtôn mang điện tích dương và một electrôn quay quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng.
o Bình thường, electrôn của nguyên tử hiđrô chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính ro = 5,3.10 - 11 m(gọi là bán kính Bo), ta gọi quỹ đạo này là quỹ đạo
K hay quỹ đạo thứ nhất, trạng thái dừng này gọi làtrạng thái cơ bản và có mức năng lượng là E1 hoặc EK năng lượng là E1 hoặc EK
o Khi bị kích thích, electrôn của nguyên tử hiđrô chuyển lên các quỹ đạo dừng có bán kính lớn hơn (Quỹ đạoL, M, N, O, P, ... ứng với các mức năng lượng E2, E3,
E4, E5, E6, .... hoặc EL, EM, EN, EO, EP, ...
o Bán kính các quỹ đạo dừng của nguyên tử hiđrô tăng tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp.
o Một cách gần đúng, năng lượng của các trạng thái dừng tuân theo định luật (Công thức chính xác là
theo đề xuất của P.J. Mohr, B.N. Taylor, and D.B. Newell (2011) tại http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?rydhcev|
search_for=Rydberg+constant )
Dùng máy tính Casio fx-570ES
• Tìm giá trị chính xác của ro: Shift 7 05
Giáo án Vật Lí năm học 2014-2015 Page 46
• Tìm giá trị chính xác của 13,6 trong công thức tính năng lượng của các trạng thái dừng: (Hãng Casio dựa trên số liệu được dề xuất năm 1998):: Shift 7 06 X Shift 7 16 X Shift 7
28 Shift 7 23
Bảng số liệu sau đây cho biết về các quỹ đạo dừng và các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô
Tên quỹ đạo K L M N O P ...
Số nguyên ứng với quỹ đạo dừng
1 2 3 4 5 6 ...
Bán kính quỹ đạo ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro ... Năng lượng của
trạng thái dừng
E1 E2 E3 E4 E5 E6 ...
(Mức iôn hóa)
Ba quỹ đạo dừng gần hạt nhân nhất của nguyên tử hiđrô.
Trong tiên đề thứ hai của Bo, ta sẽ thấy: Khi electrôn của nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ 3 về quỹ đạo dừng thứ 2 thì nguyên tử hiđrô phát ra một phô tôn có năng
lượng
2. Tiên đề Bo về sự phát xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
• Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao En về trạng thái dừng có năng lượng thấp Em thì nguyên tử phát ra một phô tôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em:
Trong đó:
Giáo án Vật Lí năm học 2014-2015 Page 47
• Khi nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp Em mà hấp thụ một phô tôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En.
Trong đó: