Tiết 55 Quang điện trong

Tiết 55 theo ppct Ngày soạn: 2-3-2009
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Trả lời được các câu hỏi: Tính quang dẫn là gì?
- Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thích được hiện tượng
quang dẫn.
- Trình bày được định nghĩa, cấu tạo và chuyển vận của các quang điện trở và pin quang điện.
2. Kĩ năng:
- Vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng.
3. Thái độ:
- Nghiêm túc trong học tập, khám phá kiến thức trong cuộc sống hàng ngày.
4. Trọng tâm:
- Hiện tượng quang điện trong.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên:
- Thí nghiệm về dùng pin quang điện để chạy một động cơ nhỏ (nếu có).
- Máy tính bỏ túi chạy bằng pin quang điện.
2. Học sinh:
- Nghiên cứu trước nội dung bài học.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ.
1.Chọn câu phát biểu đúng.
a.Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt
b.Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng chỉ có tính chất sóng.
c.Khi bước sóng càng dài thì năng lượng phôton ứng với chúng có năng lượng càng lớn.
d.Tia hồng ngoại, tia tử ngoại không có tính chất hạt.
2. Giới hạng quang điện phụ thuộc vào:
a.bản chất kim loại. b.hiệu điện thế giữa hai cục annot và ka tốt.
c.bước sóng ánh sáng chiếu vào ca tốt. d.điện trường giữa anot và catot.
3.Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào tấm kẽm có giới hạng quang điện là 0,35

m
µ
.Hiện tượng quang điện không xả ra với
chùm bức xạ nào:
a. 0,1
m
µ
b.0,2
m
µ
c.0,3
m
µ
d.0,4
m
µ
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết chất
quang dẫn là gì?
- Một số chất quang dẫn: Ge, Si, PbS,
PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe…
- Dựa vào bản chất của dòng điện
trong chất bán dẫn và thuyết lượng tử,
hãy giải thích vì sao như vậy?
- Hiện tượng giải phóng các hạt tải
điện (êlectron và lỗ trống) xảy ra bên
trong khối bán dẫn khi bị chiếu sáng
nên gọi là hiện tượng quang dẫn trong.
- So sánh độ lớn của giới hạn quang

dẫn với độ lớn của giới hạn quang
- HS đọc Sgk và trả lời.
- Chưa bị chiếu sáng → e liên
kết với các nút mạng → không
có e tự do → cách điện.
- Bị chiếu sáng → ε truyền cho
1 phôtôn. Nếu năng lượng e
nhận được đủ lớn → giải
phóng e dẫn (+ lỗ trống) →
tham gia vào quá trình dẫn
điện → trở thành dẫn điện.
I. Chất quang dẫn và hiện
tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
- Là chất bán dẫn có tính
chất cách điện khi không bị
chiếu sáng và trở thành dẫn
điện khi bị chiếu sáng.
2. Hiện tượng quang điện
trong
- Hiện tượng ánh sáng giải
phóng các êlectron liên kết
để chúng trở thành các
êlectron dẫn đồng thời giải
phóng các lỗ trống tự do
gọi là hiện tượng quang
điện trong.
điện và đưa ra nhận xét. - Giới hạn quang dẫn ở vùng
bước sóng dài hơn giới hạn
quang điện vì năng lượng kích

hoạt các e liên kết để chúng trở
thành các e dẫn nhỏ hơn công
thoát để bức các e ra khỏi kim
loại.
- Ứng dụng trong quang
điện trở và pin quang điện.
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm 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 gì? Chúng có cấu tạo và đặc
điểm gì?
- Cho HS xem cấu tạo của một quang
điện trở.
- Ứng dụng: trong các mạch tự động.
- HS đọc Sgk và trả lời.
- HS ghi nhận về quang điện
trở.
II. Quang điện trở
- Là một điện trở làm bằng
chất quang dẫn.
- Cấu tạo: 1 sợi dây bằng
chất quang dẫn gắn trên
một đế cách điện.
- Điện trở có thể thay đổi
từ vài MΩ → vài chục Ω.
Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hiểu về pin quang điện
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Thông báo 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 bán dẫn n hạt tải điện chủ yếu
là êlectron, bán dẫn loại p hạt tải điện
chủ yếu là lỗ trống → ở lớp chuyển
tiếp hình thành một lớp nghèo. Ở lớp
nghèo về phía bán dẫn n và về phía
bán dẫn p có những ion nào?
- Khi chiếu ánh sáng có λ ≤ λ
0
→ hiện
tượng xảy ra trong pin quang điện như
thế nào?
- Trực tiếp từ quang năng sang
điện năng.
- HS đọc Sgk và dựa vào hình
vẽ minh hoạ để trình bày cáu
tạo của pin quang điện.
- Về phía n sẽ có các ion đôno
tích điện dương, về phía p có
các ion axepto tích điện âm.
- Gây ra hiện tượng quang
điện trong. Êlectron đi qua lớp
chặn xuống bán dẫn n, lỗ trống
bị giữ lại → Điện cực kim loại
mỏng ở trên nhiễm điện (+) →
điện cực (+), còn đế kim loại
nhiễm điện (-) → điện cực (-).
III. Pin quang điện

1. Là pin chạy bằng năng
lượng ánh sáng. Nó biến
đổi trực tiếp quang năng
thành điện năng.
2. Hiệu suất trên dưới 10%
3. Cấu tạo:
a. Pin có 1 tấm bán dẫn loại
n, bên trên có phủ một lớp
mỏng bán dẫn loại p, trên
cùng là một lớp kim loại rất
mỏng. Dưới cùng là một đế
kim loại. Các kim loại này
đóng vai trò các điện cực
trơ.
b. Giữa p và n hình thành
một lớp tiếp xúc p-n. Lớp
này ngăn không cho e
khuyếch tán từ n sang p và
lỗ trống khuyếch tán từ p
sang n → gọi là lớp chặn.
c. Khi chiếu ánh sáng có λ
≤ λ
0
sẽ gây ra hiện tượng
quang điện trong. Êlectron
đi qua lớp chặn xuống bán
dẫn n, lỗ trống bị giữ lại →
Điện cực kim loại mỏng ở
trên nhiễm điện (+) → điện
cực (+), còn đế kim loại

nhiễm điện (-) → điện cực
(-).
- Suất điện động của pin
G
I
qđ
E
tx
+
-
Lớp
chặn
g
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
n
p
- Hãy nêu một số ứng dụng của pin
quang điện?
- Trong các máy đó ánh sáng,
vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ
túi…
quang điện từ 0,5V →
0,8V .
4. Ứng dụng
(Sgk)
Hoạt động 5 (5phút): Củng cố
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
-Hiện tượng quang dẫn, quang trở?
Hoạt động 6 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
- Ghi câu hỏi và bài tập về
nhà.
- Ghi những chuẩn bị cho bài
sau.
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
V. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1. Chọn câu trả lời sai.
a.Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng chất bán dẫn giảm mạnh điện trở khi bị chiếu sáng.
b.Trong hiện tượng quang dẫn, khi được giải phóng electron thoát khỏi chất bán dẫn và trở thành electron
dẫn
c.Đối với một bức xạ điện từ nhất định thì nó sẽ gây ra hiện tượng quan dẫn hơn hiện tượng quang điện.
d.Hiện tượng quang điện và hiện tượng quang dẫn có cùng bản chất.
2.Có thể giải thích hiện tượng quang dẫn bằng thuyết:
a.electron cổ điển. b.Sóng ánh sáng. c.Phô tôn. d.Động học phân tử.
3.Một chất bán dẫn có giới hạng quang điện là 0,62micromet. Chiếu vào chất bán dẫn các bức xạ lần lược
là f
1
= 4,5.10
14
Hz. f
2
= 5,0.10
13
Hz, f

3
= 6,5.10
13
Hz, f
4
= 6.10
14
Hz, thì hiện tượng quang điện sẽ xảy ra với:
a.Bức xạ 1 b. Bức xạ 2. c.Bức xạ 3. d.Bức xạ 4
m
µ
1 2 3 4
1
0,76 , 6, 4,61, 0,5
c
m
f
λ µ λ λ λ
= = = = =