Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 31: Hiện tượng quang điện trong - Đỗ Thị Tuyết

Xin kính chào quí thày cô và các em học sinh tham dự hội thảo ! 
GV thực hiện : Đỗ thị Tuyết 
Tổ : Lý -Kĩ – Tin 
Trường : THPT Hồng Quang 
Hiện tượng quang điện trong 
Vật Lí 12 
Tiết 53 
Kiểm tra bài cũ 
1 - Thế nào là hiện tượng quang đ iện ngoài ? 
 Phát biểu đ ịnh luật về giới hạn quang đ iện ? 
2-Hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì? Thế nào là bán dẫn loại n? bán dẫn loại p? 
Nêu đ ặc đ iểm của chỗ tiếp xúc p-n ? 
Đáp: 
Hiện tượng ỏnh sỏng làm bật ờlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài . 
Đối với mỗi kim loại , ỏnh sỏng kớch thớch phải cú bước súng ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện của kim loại đú mới gõy được hiện tượng quang điện . 
- Hạt tải đ ện trong chất bán dẫn là : ê lectron dẫn và lỗ trống 
- Bán dẫn loại n: hạt mang đ iện chủ yếu là ê lectron dẫn,bán dẫn loại p: hạt mang đ iện chủ yếu là lỗ trống . 
- Đ ặc đ iểm của chỗ tiếp xúc p-n : 
p 
n 
- - - - - - - - - - - 
+ + + + + + + 
E tx 
 * Đ iện trường tiếp xúc p-n ngăn không cho lỗ trống sang n, và ê lectron sang p.Tại chỗ tiếp xúc không có hạt tải đ iện do đó có đ iện trở rất lớn . 
Nhắc lại về chất bỏn dẫn 
Đ ặt vấn đề 
Khi chiếu ỏnh sỏng thớch hợp vào chất bỏn dẫn , gõy ra hiện tượng quang điện trong . Hiện tượng này cú rất nhiều ứng dụng trong thực tế trong việc sử dụng năng lượng mặt trời . Vậy hiện tượng quang điện trong là gỡ ? Ta nghiờn cứu bài học hụm nay. 
Tiết - 53 Hiện tượng quang đ iện trong 
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang đ iện trong 
II.Quang đ iện trở 
III.Pin quang đ iện 
Hiện tượng quang đ iện trong 
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang đ iện trong 
 1- Chất quang dẫn : 
 Các chất bán dẫn Ge,Si,CdS ...... 
 - dẫn đ iện kém khi không đư ợc chiếu sáng 
 - dẫn đ iện tốt khi đư ợc chiếu sáng thích hợp , gọi là chất 
 quang dẫn 
 2 -Hiện tượng quang đ iện trong 
 * Giải thích đ ặc tính của chất quang dẫn . 
 - Khi không đư ợc chiếu sáng trong chất bán dẫn hầu nh ư không có ê lectron tự do. 
 - Khi đư ợc chiếu sáng thích hợp ê lectron liên kết đư ợc giải phóng trở thành ê lectron dẫn và tạo ra một lỗ trống đ ều tham ra vào qu á trình dẫn đ iện , chất bán dẫn trở thành dẫn đ iện tốt . 
Hiện tượng quang đ iện trong 
* Đ ịnh nghĩa hiện tượng quang đ iện trong : ( SGK) 
* Nhận xét : 
- Để gõy ra hiện tượng quang điện trong thỡ bước súng 
 của ỏnh sỏng kớch thớch : 
 ( 0 giới hạn quang điện của bỏn dẫn ) 
 - Độ lớn giới hạn quang dẫn độ lớn giới hạn quang đ iện . 
 - Dùng bức xạ hồng ngoại cũng c ú thể gây ra hiện tượng quang đ iện trong . 
 ≤ 0 
> 
Hiện tượng quang đ iện trong 
Chất 
A ( eV ) 
Ge 
0,66 
1,88 
Si 
1,12 
1,11 
PbS 
0,3 
4,14 
PbSe 
0,22 
5,65 
CdS 
CdTe 
0,72 
1,51 
0,9 
0,82 
Bảng 31.1 
Giống nhau : 
+ Đều là hiện tượng bứt elờctron dưới tỏc dụng của ỏnh sỏng . 
+ Đều tồn tại bước súng giới hạn  0 . 
So sỏnh hiện tượng quang điện trong và hiện tượng quang điện ngoài : 
 + A e -CBD  0-KL 
Hiện tượng quang điện trong : 
Hiện tượng quang điện ngoài : 
+ Xảy ra đối với chất bỏn dẫn . 
+Electron chỉ bứt ra khỏi liờn 
kết để trở thành electron dẫn 
ngay trong khối chất bỏn dẫn . 
+ Xảy ra đối với kim loại . 
+Electron bứt ra ngoài 
 khối kim loại . 
Khỏc nhau : 
II.Quang đ iện trở 
Là đ iện trở làm bằng chất 
quang dẫn . 
gồm sợi dây quang dẫn 
gắn trên đế cách đ iện ( HV 31.1-SGK) 
2.Cấu tạo : 
3 .Đặc đ iểm 
 Có đ iện trở thay đ ổi đư ợc khi 
chiếu á nh sáng thích hợp 
1 .Đ/n: 
ứng dụng của Hiện tượng quang đ iện trong 
ứng dụng Hiện tượng quang đ iện trong 
Cấu tạo chi tiết quang trở : 
1- là đế cách đ iện 
2- là lớp bán dẫn mỏng . 
3- là các đ iện cực bằng kim loại. 
4- là dây dẫn 
5- đ iện kế G 
6- là nguồn đ iện . 
5 
1 
2 
3 
3 
4 
4 
R 
6 
G 
Hoạt động:Điện trở giảm khi bị chiếu sỏng 
Quang trở 
Mạch đ iện bật đ èn có quang trở 
3. Pin quang điện 
a. Đ ịnh nghĩa : 
Là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ỏnh sỏng , nú biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng . 
ứng dụng của Hiện tượng quang đ iện trong 
b- Hiệu suất của pin : 10% 
b. Cấu tạo và hoạt động 
+ Cấu tạo : 
- Một tấm bỏn dẫn loại n, 
bờn trờn cú phủ một lớp bỏn dẫn loại p 
- Trờn cựng là một tấm kim loại rất mỏng . Dưới cựng là một đế kim loại . Cỏc kim loại này đúng vai trũ là cỏc điện cực . 
+ + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - - - - - 
E tx 
n 
p 
G 
 Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bỏn dẫn loại n, cũn lỗ trống thỡ bị giữ lại . 
 Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trờn trở thành điện cực dương , cũn đế kim loại ở dưới sẽ trở thành cực õm của pin 
 Nếu ta nối hai điện cực bằng một dõy dẫn thụng quan điện kế thỡ ta thấy cú dũng quang điện chạy từ cực dương sang cực õm 
+ Hoạt động 
Khi chiếu ỏnh sỏng cú bước súng ngắn hơn giới hạn quangđiệnvào lớp kim loại mỏng thớ ỏnh sỏng sẽ xuyờn qua lớp này vào lớp p, gõy ra hiện tựợng quang điện trong 
- - - - - - - - - - - - - - - 
G 
 + 
+ + + + + + + + + 
E tx 
- 
- - - - - - - - - 
+ + + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - - - - - -- 
E tx 
 + Hoạt động 
+ 
- 
G 
n 
p 
Suất đ iện đ ộng của pin quang đ iện: Từ 0,5V đ ến 0,8 V 
- Trong cỏc mỏy đo ỏnh sỏng , vệ tinh nhõn tạo , mỏy tớnh bỏ tỳi . 
- ễ tụ , mỏy bay chạy bằng pin năng lượng . 
Pin quang điện được ứng dụng : 
Một số loại pin mặt trời . 
Ứng d ụ ng pin quang điện 
 pin quang điện cung cấp năng lượng làm ụ tụ chuyển động . 
Một phũng giặt ở Can na đa dựng năng lượng mặt trời . 
Tổng kết bài giảng 
Nắm được chất quang dẫn là gỡ . 
Thế nào là hiện tượng quang điện trong . Giải thớch 
Nắm được nguyờn tắc hoạt động của quang trở và pin quang điện và cỏc ứng dụng của chỳng . 
Cõu 1 : Điện trở của quang điện trở cú đặc điểm nào dưới đõy ? 
A.Cú giỏ trị rất lớn 
Cõu 2 : Sỳõt điện động của pin quang điện cú đặc điểm nào dưới đõy : 
B. Cú giỏ trị rất nhỏ 
C. Cú giỏ trị khụng đổi 
D. Cú giỏ trị thay đổi được 
A- Cú giỏ trị lớn . B- Cú giỏ trị nhỏ . 
C- Cú giỏ trị khụng đổi , khụng phụ thuộc vào điều kiện bờn ngoài . 
D- Chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sỏng 
D. Cú giỏ trị thay đổi được 
D- Chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sỏng 
C õu 3 -Chiếu ỏnh sỏng nhỡn thấy vào chất nào sau đõy cú thể gõy ra hiện tượng quang điện trong?Chọn cõu trả lời đỳng 
A. Điện mụi . B. Tất cả cỏc chất . 
C. Á kim . D. Chất bỏn dẫn . 
D. Chất bỏn dẫn . 
C õu 4 - Chọn phỏt biểu đỳng . Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng : 
A. Bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sỏng . 
B. Giải phúng electron khỏi một chất bằng cỏch bắn phỏ ion. 
C.Giải phúng electron khỏi mối liờn kết trong chất bỏn dẫn khi bị chiếu sỏng . 
D. Giải phúng electron khỏi kim loại bằng cỏch đốt núng .  
C.Giải phúng electron khỏi mối liờn kết trong chất bỏn dẫn khi bị chiếu sỏng . 
Cõu5 - Quang điện trở hoạt động dựa trờn nguyờn tắc nào : 
A. Hiện tượng nhi ệt điện . 
B. Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ . 
C. Hiện tượng quang điện . 
D. Hiện tượng quang điện trong .  
D. Hiện tượng quang điện trong . 
Hướng dẫn về nhà . 
Học thuộc bài trả lời cõu hỏi 1,2,3 T162 –SGK. 
Trả lời bài 4 T 162 
Làm bài tập : SBT 31.12; 31.13 ........ 
Đọc trước bài 32 : Hiện tượng quang - phỏt quang 
Bài 31.12 ( SBT) 
Tớnh năng lượng kớch hoạt ? 
Chất quang dẫn cú : 
Năng lượng kớch hoạt bằng cụng thoỏt A 
A= 
Hướng dẫn 
Xin ch õn thành cỏm ơn sự theo dừi của thày cụ và cỏc em học sinh