BÀI 31: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
I. MỤC TIÊU
1. Về 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. Về kĩ năng
- Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK
3. Về thái độ
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên: Thí nghiệm dùng pin quang điện. Máy tính cầm tay chạy bằng pin quang điện.
III. TIẾN TRÌNH DẠY –HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu hiện tượng quang điện ngoài và nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong.
|
Hoạt động của giáo viên |
Hoạt động của học sinh |
Nội dung cơ bản |
|
Yêu cầu học sinh kể tên một sô loại bán dẫn. Giới thiệu chất quang dẫn. Giới thiệu hiện tượng quang điện trong. Yêu cầu học sinh thực hiện C1. Yêu cầu học sinh so sánh hiện tượng quang điện ngoài và hiện tượng quang điện trong. |
Kể tên một sô loại bán dẫn. Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận hiện tượng. Thực hiện C1. So sánh hiện tượng quang điện ngoài và hiện tượng quang điện trong. |
I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong 1. Chất quang dẫn Chất quang dẫn là các chất bán dẫn dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. 2. Hiện tượng quang điện trong Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện. |
Hoạt động 3 (5 phút):Tìm hiểu quang điện trở.
|
Hoạt động của giáo viên |
Hoạt động của học sinh |
Nội dung cơ bản |
|
Yêu cầu học sinh xem hình 31.1 và mô tả cấu tạo của quang trở. Gới thiệu đặc điểm của quang trở. Yêu cầu học sinh nêu công dụng của quang trở. |
Xem hình 31.1 và mô tả cấu tạo của quang trở. Ghi nhận đặc điểm của quang trở. Nêu công dụng của quang trở. |
II. Quang điện trở Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Nó có cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện. Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài MW khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục W khi được chiếu ánh sáng thích hợp. |
Hoạt động 4(20 phút):Tìm hiểu pin quang điện.
|
Hoạt động của giáo viên |
Hoạt động của học sinh |
Nội dung cơ bản |
|
Giới thiệu pin quang điện và hiệu suất của nó. Giới thiệu hình vẽ 31.3, yêu cầu học sinh xem và mô tả cấu tạo của pin quang điện.
Giới thiệu lớp chặn. Yêu cầu học sinh giải thích sự hình thành các điện cực của pin quang điện. Giới thiệu suất điện động của pin quang điện. Yêu cầu học sinh thực hiện C2 Yêu cầu học sinh nêu ứng dụng của pin quang điện. |
Ghi nhận pin quang điện và hiệu suất của nó. Xem hình 31.3. Mô tả cấu tạo của pin quang điện. Ghi nhận tác dụng của lớp chặn. Giải thích sự hình thành các điện cực của pin quang điện. Ghi nhận suất điện động của pin quang điện. Thực hiện C2. Nêu ứng dụng của pin quang điện. |
III. Pin quang điện + Pin quang điện là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. + Hiệu suất của pin quang điện chỉ vào khoảng trên dưới 10%. + Cấu tạo và hoạt động: Pin có một 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. Giữa bán dẫn loại n và bán dẫn loại p hình thành một lớp tiếp xúc p-n. Lớp này ngăn không cho electron khuếch tán từ n sang p và lỗ trống khuếch tán từ p sang n. Vì vậy, người ta gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn. Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang điện vào lớp kim loại mỏng trên cùng thì ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp loại p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra các cặp electron và lỗ trống. Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n còn lỗ trong thì bị giữ lại trong lớp p. Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại ở dưới sẽ nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm của pin. Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng từ 0,5V đến 0,8V. + Pin quang điện được ứng dụng trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi, … Ngày nay, người ta đã chế tạo thử thành công ô tô và cả máy bay chạy bằng pin quang điện. |
Hoạt động 5 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
|
Hoạt động của giáo viên |
Hoạt động của học sinh |
|
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 162 SGK và các bài tập 31.1 đến 31.5 và 31.12, 31.13 SBT. |
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài. Ghi các bài tập về nhà. |
