Giáo án vật lý 12 - Hiện tượng quang điện trong

1 Bài 46. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I. MỤC TIÊU: - Tìm hiểu thế no l hiện tượng quang điện trong và một số đặc điểm cơ bản của hiện tượng này. - Tìm hiểu về hiện tượng quang dẫn. Giải thích hiện tượng bằng thuyết lượng tử ánh sáng. - Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng quang điện trong: Quang điện trở và pin quang điện. Vận dụng giải thích nguyên tắc và hoạt động của hai thiết bị trên. II. CHUẨN BỊ: - GV: Chuẩn bị một số thiết bị: máy tính dùng năng lượng Mặt trời, pin quang điện gắn với bóng đèn và đèn pin làm nguồn sáng. - HS: Ơn tập kiến thức về dịng điện trong chất bán dẫn. (SGK lớp 11) III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1) Kiểm tra Bài cũ: (5’) GV nu Câu hỏi kiểm tra: - Cường độ ánh sáng chiếu vào catot của TBQĐ ảnh hưởng thế nào đến cường độ dịng quang điện? - Giải thích sự tạo thành điện thế cực đại trên một quả cầu kim loại cô lập khi chiếu sáng thích hợp vào nó? 2 2) Bài mới: (35’) Hoạt động 1.( ’) Tìm hiểu HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG 1) Đặt vấn đề: với một chất bán dẫn có kích thước xác định, điện trở phụ thuộc cc yếu tố no? H. Một số chất bán dẫn như Si, Ge, Cds có điện trở suất giảm khi chiếu ánh sáng thích hợp vào nó. Ánh sáng có tác dụng gì? (lấy VD) H. Nêu điều kiện để có hiện tượng quang điện trong? H. Năng lượng để giải phóng electron liên kết trong bán dẫn như thế nào so với công thoát của electron kim loại? Nhận xét gì về giới hạn quang điện trong? (hướng dẫn HS xem bảng 46.1) H. Nhận xt gì về sự khc Bàiết của HTQĐ trong và HT QĐ -Dựa vào công thức điện trở, suy ra R phụ thuộc vào P. R giảm khi P giảm. -Đọc SGK, tìm hiểu thế no l hiện tượng quang điện trong. -Trả lời: Ánh sáng làm tăng mật độ hạt mang điện do: + Tăng electron tự do được giải phóng từ electron liên kết. + Tăng lỗ trống. -Thảo luận nhóm: năng lượng giải phóng electron liên kết nhỏ  photon ánh sáng tới ứng với 1) Định nghĩa: HTQĐ trong. (SGK) a) Điều kiện để có hiện tượng quang điện trong.  ≤ 0 với 0: giới hạn quang điện. b) 0 một số chất bn dẫn thuộc vng HN v ÁNH SÁNG nhìn thấy vì năng lượng giải phóng electron liên kết nhỏ. 2) Hiện tượng quang dẫn: 3 ngoài? 2) Đưa ra hiện tượng quang dẫn và hướng dẫn HS vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích. -Lưu ý HS về sự phụ thuộc của điện trở suất CBD vào cường độ chùm sáng. sóng có bước sóng dài. -Nhận ra vì sao độ dẫn điện một số chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng là do hiện tượng quang dẫn xảy ra ở nó. a) Định nghĩa: (SGK) b) Giải thích: (SGK) Hoạt động 2: ( ) Tìm hiểu về: QUANG ĐIỆN TRỞ. 1) Giới thiệu quang điện trở (SGK) 2) Cho HS quan st sơ đồ (hình 46.1) Hướng dẫn HS giải thích vì sao khi thay đổi cường độ chùm sáng thì cường độ dịng điện trong mạch cũng thay đổi và UR thay đổi theo cường độ chùm sáng. 3) Cho HS quan sát sơ đồ đóng, ngắt mạch đèn đường, hướng dẫn để HS hiểu có thể dùng ánh sáng để điều khiển hoạt động của mạch. H. Hy tìm VD khc nhau về ứng -Xem sơ đồ 46.1 + Nắm được nguyên tắc chế tạo quang điện trở. -Chưa rọi sáng: dịng điện có cường độ bé. -Chiếu sng ( ≤ 0): P giảm I tăng và I phụ thuộc vào cường độ chùm sáng. -Cấu tạo. -Hoạt động. -Ứng dụng. (SGK) 4 dụng của quang trở m cc em quan st được trong thực tế. -Tìm VD ứng dụng của quang trở: + cửa ra vào tự động. + máy đếm. Hoạt động 3. ( ) Tìm hiểu về: PIN QUANG ĐIỆN -Nêu khái niệm về pin quang điện: Bàiến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng từ pin quang điện. -Hướng dẫn HS xem sơ đồ 46.2 giới thiệu cấu tạo của pin quang điện. H. Trình by cơ chế tạo thành suất điện động trong pin quang điện. H. Muốn tạo ra một suất điện động lớn dùng trong kĩ thuật ta lm thế no? -Hướng dẫn HS tìm những ứng -Tìm hiểu nội dung theo gợi ý của GV. -Trình by sự hình tHÀNH suất điện động của pin. (SGK) -Nu ứng dụng của pin. 1)Nguyên tắc hoạt động (SGK) 2)Sự tạo thành suất điện động của pin: (SGK) 3)Ứng dụng: 5 dụng của pin quang điện hiện nay. 3) VẬN DỤNG- CỦNG CỐ- HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ (5’) -GV nhắc lại những nội dung đ học, so snh với hiện tượng quang điện ngoài, phân Bàiệt: quang điện trở, pin quang điện. -Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1, 2, 3 (SGK). Chuẩn bị bài mới: Bài 47. IV. RÚT KINH NGHIỆM- BỔ SUNG: