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

.


HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
Hình vẽ này nói lên hiện tượng gì ?
- Là hiện tượng electron bị bật ra khỏi kim loại khi chiếu ánh sáng thích
hợp
- Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: λ ≤ λo
λ Cỡ bước sóng của ánh sáng tử ngoại .


QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN

I. Hiện tượng quang dẫn:(còn gọi là hiện tượng quang điện bên trong
a. Định nghĩa :
Là hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng .Cũng là
hiện tượng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành electron
dẫn
b. Gỉai thích :
+ Khi không bị chiếu sáng thì các electron không chuyển động tự do mà
liên kết chặt chẽ trong mạng tinh thể bán dẫn →Điện trở lớn.
+ Khi được chiếu ánh sáng thích hợp : Mỗi photon của ánh sáng kích
thích bị hấp thụ sẽ giải phóng một electron liên kết để trở thành electron tự
do chuyển động trong khối bán dẫn , đồng thời xuất hiện lỗ trống mang điện
tích dương . Electron vừa giải phóng và lỗ trống sẽ tham gia vào quá trình
dẫn điện → tăng độ dẫn điện →Giảm R
+ Hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành electron tự do
dưới tác dụng của ánh sáng còn gọi là hiện tượng quang điện trong


Hình vẽ minh họa hiện tượng quang điện trong

Khi chiếu
ánh sáng thích
hợp

e dẫn

Si
Chất bản dẫn mà ai khi
Electron liên kết
học điện tử cũng biết
giữa hai nguyên tử
đó là Si
Si bị bứt ra

Si

Si

Lỗ trống
Si
Còn chỗ này
cũng vậy thôi

Lỗ trống

Si

Si

Si

Si


QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN
I. Hiện tượng quang dẫn :
II. Quang trở : ( LDR )
a. Định nghĩa Là điện trở có thể thay đổi được trị số nhờ biến thiên
của cường độ chùm sáng chiếu vào ( Ligh dependant resistor )
b. Nguyên tắc : Ứng dụng hiện tượng quang điện
c. Cấu tạo:
3 1 2
4
(1) Lớp bán dẫn ( CdS).
(2) Tấm nhựa cách điện.
mA

(3),(4) :Hai điện cực gắn vào
bán dẫn

d. Hoạt động :
Nối nguồn vài vôn với quang trở qua mileAmpe
- Khi đặt trong tối : số chỉ miliAmpe bằng 0. ( RCdS = 3.106 Ω)
- Khi chiếu ánh sáng thích hợp : số chỉ miliampe khác 0 ( RCdS = 20 Ω)
Thí nghiệm
e. Ứng trên
dụngchứng
: trongtỏ:điện
các mạch
trở của
điềuquang

khiểntrở giảm rất mạnh khi bị chiếu sáng


QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN
I. Hiện tượng quang dẫn:
II. Quang dẫn : ( LDR )
III. Pin quang điện

a. Hoạt động : Là một nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực
tiếp thành điện năng
b. Nguyên tắc
Dựa vào hiện tượng quang điện trong .
I
c. Cấu tạo : Pin quang điện đơn giản là 3 pin đồng oxit
+ +e-e+ e+ +e- Thiếu e
2 e(1) :bản đồng
(2) : bản Cu2O
_____
(3) :lớp vàng rất mỏng làm điện cực
1
Dư e
(ánh sáng có thể truyền qua được )
d. Hoạt động : + Chỗ tiếp xúc Cu2O và Cu hình thành một lớp có tác
dụng đặc biệt là cho electron chạy qua theo chiều Cu2O → Cu.
+ Khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào mặt lớp bán dẫn Cu2O
thì electron liên kết trong mạng Cu2O giải phóng thành e tự do rồi khếch tán
sang Cu. Cực đồng nhiễm điện âm (-) còn Cu2O nhiễm điện (+) ⇒ 2 cực
hình thành một suất điện động
e. Ứng dụng làm nguồn điện sử dụng trong máy tính , trên vệ tinh nhân
tạo

+. Xem lại hoạt động để hiểu rõ hơn
Khi
chiếu
ánh
sáng
có
bước
sóng
ngắn
hơn
giới
hạn
quang
Nếu
ta
nối
hai
điện
cực
bằng
một
dây
dẫn
thông
quan
Kết
quả
là

điện
cực
kim
loại
mỏng
ở
trên
trở
thành
điện
Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n,
điện
vào
lớpta
kim
loại
mỏng
thídưới
ánhđiện
sáng
sẽ
xuyên
qua
lớp
điện
kế
thì
thấy
có
dòng

quang
chạy
từ
cực
cực
dương,
còn
đế
kim
loại
ở
sẽ
trở
thành
cực
âm
còn lỗ trống thì bị giữ lại.
này
vàosang
lớp p,
gây
dương
cực
âmra hiện tựợng quang điện trong
của
pin

Kim loại mỏng

Lớp

chặn

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

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

G


4. Ứng dụng:
- Trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy
tính bỏ túi
- Ô tô máy bay chạy bằng pin năng lượng



HỆ THỐNG KIẾN THỨC LIÊN QUAN
Hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng quang điện ngoài

Chất bán dẫn
Là
tượng
liêne kết
Nóihiện
dễ hiểu
là : eBiến
liên trong
kết

khối
dẫnngay
giải trong
phóngkhối
e thành
thànhbán
e dẫn
tựbán
dodẫn
rồi (chứ
chuyển
độngloạt
trong
không
ra khối
bán
khốidẫn
bán khi
dẫn)có ánh sáng thích
hợp chiếu vào.

Kim loại
LàNói
hiện
e tựphóng
do trong
dễtượng
hiểu làkhi
: giải
kim

bật(tức
ra làngoài
e raloại
khỏibịchất
bay ratấm
kim
cóluôn)
ánh sáng thích
khỏiloại
kimkhi
loại
hợp chiếu vào

Minh họa
Đối tượng

Định
nghĩa

Ánh sáng
Nói dễ hiểu là : λ
bước
ứng otrong lớn hơn
≤ sóng
λd giới hạn λ0 của hiệuλ≤λ
gây
ra
ứng ngoài
dễ xảy ra hơn )
λd.cỡCủa

bứchiệu
xạ hồng
ngoại( hiệu ứngλtrong
hiệu ứng
o :cỡ bức xạ tử ngoại
Mạch điều khiển tự động .
Ứng
Cơ sở thực nghiệm quan trọng
Nguồn điện cần sử dụng năng
dụng
để khẳng định bản chất phức
lượng ánh sáng (vệ tinh nhân
tạp của ánh sáng (lưỡng tính )
tạo )


Giống nhau :
*) Đều là hiện tượng do tách dụng của photon ánh sáng làm e ở dạng liên kết
trở thành tự do
*) Đều có điều kiện λ ≤ λ0

LINK LIÊN KẾT ĐỌC TÀI LIỆU : GIÚP BẠN HIỂU RÕ HƠN SÁCH GIÁO KHOA

ĐIỀU KIỆN ĐỌC TÀI LIỆU : BẠN
PHẢI CÓ KIẾN THỨC HÓA VÀ LÝ

NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ LIÊN KẾT