Bài giảng bài hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12

VẬT LÝ 12


Pin mặt trời hay còn gọi là pin quang
Bạn
nào
biết
về
ứng
dụng
của
điện,pin này có nguyên tắc hoạt động dựa
pinhiện
mặttượng
trờiquang
qua điện
giớitrong.Vậy
thiệu trên
trên
hiệnti
tượng quang
trongvật
là gìlýta11?
tìm hiểu bài
viđiện
,SGK
46.


Em hãy nhắc lại chất bán dẫn là gì?Ví
dụ?Độ dẫn điện của bán dẫn phụ thuộc vào

ánh sáng như thế nào?


I -Hiện tượng quang điện trong
1. Hiện tượng quang điện trong
Hãy quan sát hiện tượng xảy
ra khi chiếu chùm ánh sáng
vào chất bán dẫn Si


Hãy giải
thích hiện
tượng xảy
ra.

e dẫn

Si
Si

Lỗ trống

Si

Si

Si

Lỗ trống
Si

Si

Si


I -Hiện tượng quang điện trong
1. Hiện tượng quang điện trong
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên
kết để choHiện
chúng
trở
thành
các
êlectron
dẫn
đồng
tượng quang điện trong
thời tạo ra các lỗ trốnglàcùng
tham
gia
vào
quá
trình
gì?
dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong


I -Hiện tượng quang điện trong
1. Hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên
kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng
thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình
dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong
*Chú ý:
+ Để gây ra hiện tượng quang điện trong thì bước sóng
hc


của ánh sáng
kích
≤ 0 ,xảy
0
A hiện
Nhắc
lạithích
điều kiện
ra
(0 giới hạn quang dẫn,A: năng lượng kích hoạt)

tượng quang điện(định luật
quang điện 1)?


Năng lượng kích hoạt và giới hạn quang dẫn của một số chất

Chất
Ge
Si
PbS

PbSe
PbTe
CdS
CdTe

A (eV)
0,66
1,12
0,30
0,22
0,25
0,72
1,51

λ0 (μm)
1,88
1,11
4,14
5,65
4,97
0,90
0,82

? C1: So sỏnh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của
giới hạn quang điện?


I Hiện tượng quang điện trong
1. Hiện tượng quang điện trong
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên

kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng
thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình
dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong
*Chú ý:
+ Để gây ra hiện tượng quang điện trong thì bước sóngcủa
hc
ánh sáng kích thích  ≤ 0 ;
0 
A
(A: năng lượng kích hoạt;0 giới hạn quang dẫn)
+Giới hạn quang dẫn nằm trong vùng hồng ngoại ,lớn
hơn giới hạn quang điện


Nêu sự giống và khác nhau giữa hiện tượng
quang điện trong và ngoài?


I -Hiện tượng quang điện trong
1. Hiện tượng quang điện trong
2. Hiện tượng quang dẫn:
+ Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng
độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng
Khi chiếu
có ánhvào
sáng
vàotượng
chất quang
thích hợp
gọichiếu

là hiện
dẫn. bán dẫn thì độ dẫn điện của nó
như thế nào?Tại sao?


II. Quang điện trở
1. Khái niệm
Quang điện trở là một điện trở
làm bằng chất quang dẫn .
điện trở thay đổi khi cường
độ chùm sáng chiếu
vàođiện
thay đổi
Quang
trở là
2. Cấu tạo
gì?
- Một lớp chất bán
dẫn CdS (2)

Nêu cấu tạo của quang điện
-Tấm cách điện
trở?
(1)

- Điện cực (3)


III. Pin quang điện
1- Khái niệm:

Là một nguồn điện chạy bằng
năng lượng
nó biến
Nêuánh
kháisáng,
niệmpin
đổi trực quang
tiếp quang
điện?năng
thành điện năng
Nhắc lại có mấy loại bán dẫn
tạp chất?Đặc điểm từng
loại?Lớp
chuyển
p-n?
Nêu
cấu tạo
pintiếp
quang

điện?


III. Pin quang điện
1- Khái niệm:
2. Cấu tạo và hoạt động
a- Cấu tạo:

- Một tấm bán dẫn loại n bên trên có phủ một lớp bán dẫn
loại p

- Trên cùng là một tấm kim loại rất mỏng. Dưới cùng là một
đế kim loại. Các kim loại này đóng vai trò là các điện cực


b- Hoạt động
Nếu
Kết
Electron
ta
quả
nốilà
dễ
hai
điện
dàng
điện
cực
qua
cực
kim
lớp
bằng
loại
chặn
một
mỏng
xuống
dâyở dẫn
trên
bánthông

trở
dẫnthành
loại
quaquang
n,
điện
Khi
chiếu
ánh
sáng
có
bước
sóng
ngắn
hơn
giới
hạn
điện
cực
cònvào
kế
dương,
lỗ thì
trống
còn
thấy
thì loại
đế
bịcógiữ
kim

dòng
lại.
loạiquang
ở ánh
dưới
điện
sẽ chạy
trở
từ cực
cực
điện
lớptakim
mỏng
thí
sáng
sẽthành
xuyên
quaâm
lớp
dương
củavào
pin
sang
cực
âmra hiện tựợng quang điện trong
này
lớp p,
gây

Kim loại mỏng

Lớp
chặn

+ + + + + + + + +++ +

- - - -- - -- - - - -

G


*** Ứng dụng pin quang điện
•Pin mặt trời lắp ở các máy tính bỏ túi

Một ngôi nhà được lắp đặt pin mặt trời


•Pin mặt trời lắp ở các vệ tinh nhân tạo

•Pin mặt trời lắp ở các phương tiện sử dụng năng lượng mặt trời ( ôtô, máy
bay…..)


Pin quang điện dùng để nạp điện cho máy ảnh,
điện thoại di động ….



•

Pin dẻo, có thể uốn cong được nên có thể lắp bất
cứ chỗ nào.


CỦNG CỐ
Câu 1:Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:
A-Điện trở của 1 chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng
B-Điện trở của 1 kim loại giảm khi được chiếu sáng
C-Điện trở của 1 chất bán dẫn giảm khi được chiếu sáng
D-Truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong 1 cách bất kì
Câu 2:Theo định nghĩa,hiện tượng quang điện trong là:
A-Hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong 1 khối kim loại
B-Hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong 1 khối điện môi
C- Nguyên nhân sinh ra hiện tượng quang dẫn
D-Sự giải phóng electron liên kết trở thảnh electron dẫn do 1 bức
xạ điện từ


CNG C
Cõu3 :Trong hin tng quang dn, electron dn l cỏc electron
c gii phúng ra khi:
A. b mt ca kim loi.
B. mi liờn kt trong mng tinh th kim loi.
C. b mt ca cht quang dn.
D. mi liờn kt vi cỏc nguyờn t ca cht quang dn.
Cõu4: Điều nào sau đây sai khi nói về quang trở?
A. Bộ phận quan trọng nhất của quang điện trở là một lớp
chất bán dẫn có gắn 2 điện cực.
B. Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị của
nó có thể thay đổi theo nhiệt độ.

C. Quang điện trở có thể dùng thay thế cho các tế bào
quang điện.
D. quang điện trở là một điện trở mà giá trị của nó không


CỦNG CỐ
Câu 5:Chất quang dẫn
A. dẫn điện kém khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp.
B. dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng.
C. dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thich hợp.
D. không dẫn điện khi bị chiếu sáng.
Câu 6:Quang điện trở là điện trở được làm bằng
A. kim loại.
B. chất điện phân.
C. chất quang dẫn.
D. chất điện môi.


CỦNG CỐ
Câu7: Quang điện trở có cấu tạo gồm một sợi dây (hay lớp
chất) làm bằng
A.chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện.
B.kim loại gắn trên một đế cách điện.
C.chất quang dẫn gắn trên một đế dẫn điện.
D. kim loại gắn trên một đế dẫn điện.
Câu8: :Pin quang điện là một nguồn điện, trong đó có quá trình biến
đổi trực tiếp từ
A. quang năng thành điện năng.
B. quang năng thành nhiệt năng.
C. nhiệt năng thành quang năng.

D. điện năng thành quang năng.


CỦNG CỐ
Câu9: Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng
A. quang điện bên ngoài.
B. quang điện bên trong.
C. quang điện bên trong và cả quang điện bên ngoài.
D. quang - phát quang của các chất.
Câu 10: Cấu tạo của pin quang điện gồm một tấm
A. kim loại bên trên có phủ một lớp mỏng chất bán dẫn loại p đặt
trên đế cách điện.
B. kim loại bên trên có phủ một lớp mỏng chất bán dẫn loại n đặt
trên đế cách điện.
C. bán dẫn loại n bên trên phủ một lớp mỏng chất bán dẫn loại p đặt
trên đế kim loại.
D. bán dẫn loại n bên trên phủ một lớp mỏng chất bán dẫn loại p đặt
trên đế cách điện.