Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 31: Hiện tượng quang điện trong (Bản mới)

* Nêu được hiện tượng quang điện trong là gì. 
* Nêu được quang điện trở và pin quang điện là gì. 
BÀI 2. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG 
Tuần 27. Tiết 54 
Chuẩn kiến thức cần đạt 
Kiến thức cần chuẩn bị của học sinh 
Dòng điện trong chất bán dẫn SGK 11 
Kiến thức 11 cần nhắc lại cho học sinh 
Hai loại bán dẫn p, n; sự hình thành lớp nghèo giữa p và nkhi được ghép lại với nhau ( minh họa bằng Powerpoint). 
2. Trình bày nội dung thuyết lượng tử sáng . 
3.Vận dụng thuyết lượng tử sáng giải thích định luật về giới hạn quang điện. 
Kiểm tra bài cũ 
Nêu giả thuyết Planck về lượng tử năng lượng. 
I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong 
	 1. Chất quang dẫn 
	 2. Hiện tượng quang điện trong 
II. Quang điện trở 
III. Pin quang điện 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG 
- Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống gọi là hiện tượng quang điện trong. 
- Ứng dụng: quang điện trở và pin quang điện. 
I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong 
1. Chất quang dẫn 
II. Quang điện trở 
Là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu sángthích hợp. 
2 . Hiện tượng quang điện trong 
- Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Điện trở có thể thay đổi từ vài M  (khi không được chiếu sáng)  vài chục ( khi được chiếu sáng) . 
 - Cấu tạo: 1 sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện. 
+Còn gọi là pin mặt trời, là một nguồn điện có tác dụng biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra ở lớp chuyển tiếp p-n. 
+Hiệu suất trên dưới 10% 
1. 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 khuếch tán từ n sang p và lỗ trống khuếch tán từ p sang n  gọi là lớp chặn . 
III. Pin quang điện 
2. Hoạt động: 
Khi chiếu ánh sáng có    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 quang điện từ 0,5V  0,8V . 
3. Ứng dụng 
Nguồn cung cấp điện cho vùng sâu, xa ởnước ta, trên các vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụmáy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi, 
1) Chiếu chùm sáng có bước sóng  vào bề mặt một tấm Al có giới hạn quang điện 0,36  m. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu  bằng 
	A. 0,28  m. 	B. 0,30  m. 	C. 0,42  m. 	D. 0,24  m. 
2) Công thoát của electron khỏi đồng là 6,625.10-19 J. Giới hạn quang điện của đồng là 
	A. 0,30  m. 	B. 0,40  m. 	C. 0,60  m. 	D. 0,90  m. 
3) Giới hạn quang điện của đồng là 0,30  m. Tính công thoát cùa electron ra hỏi đồng ra J và eV. Biết 1 eV = 1,6.1o -19J. 
4) Công thoát electron khỏi bạc là 4,77 eV. Giới hạn quang điện của bạc là baon hiêu? 
5) Một nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,30  m. Công suất của nguồn 
là 25 W. 
	a/ Tính phôtôn mà nguồn sang 1phát ra trong 1 s. 
	b/ Dùng nguồn sáng này chiếu sang tấm kẽm có giới hạn đỏ là 	0,35  m. Cho electron dùng toàn bộ 	năng lượng của phôtôn mà nó 
	hấp thu vào hai việc là giải phóng nó khỏi kim loại, phần còn lại 
	hòan toàn biến thành động năng của nó. Xác định lượng năng 	lượng này. 
6) Giới hạn quang điện của đồng là 0,30  m. 
	a/ Tính công thoát của electron khỏi đồng( theo đơn vị eV ). 
	b/ Chiếu vào mặt tấm đồng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,2  m. 	Tính tốc độ ban đầu của quang electron khi ra khỏi tấm đồng? 
 G 
R 
E 
Ánh sáng 
Chất quang dẫn 
LDR: Light Dependant Resistor 
Thủy tinh 
Lớp bán dẫn( PbS hay CdS ) 
 G 
R 
n 
p 
- 
 G 
+ 
- 
PIN MẶT TRỜI Ở ĐẢO TRƯỜNG SA 
	 1. Giả thuyết Plăng (Planck) 
	 Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phântử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hằng hf . Trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra, còn h là một hằng số. 
	 2. Thuyết lượng tử ánh sáng 
	a. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn . 
	b. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống 	 
 nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng  = hf = 
	c. Phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng. 
	d. Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh 	sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn . 
Ph ôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên . 
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
- Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một êlectron. 
-Để “thắng” các liên kết electron cần phải được cung cấp một công thoát (A). 
- Để hiện tượng quang điện xảy ra th ì : hf  A hay = 
. Đặt 
 
    0 
+ 
e 
+ 
e 
+ 
e 
+ 
e 
+ 
e