Luận văn Xây dựng và sử dụng câu hỏi trắc nghiệm trong dạy học chương Sóng ánh sáng và Lượng tửánh sáng vật lý THPT nhằm phát huy tính tích cực của học sinh

rãi của tia X là: A. Khả năng đâm xuyên. B. Làm đen kính ảnh. C. Làm phát quang một số chất. D. Hủy diệt tế bào. Câu 28.11: Có thể nhận biết tia Rơnghen bằng: A. Mắt thường. B. Màn huỳnh quang. C. Màn chắn thông thường. D. Kính lúp. Câu 28.12: Các tính chất, đặc điểm nào sau đây không phải của tia X: A. Tác dụng lên kính ảnh. B. Xuyên qua các tấm chì dày. C. Có khả năng ion hóa chất khí. D. Làm phát quang một số chất. Câu 28.13: Bức xạ có bước sóng =0,6m … A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy. B. là tia hồng ngoại. C. là tia tử ngoại. D. là tia Rơnghen. Câu 28.14: Bức xạ có bước sóng =1m …… A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy. B. là tia hồng ngoại. C. là tia tử ngoại. D. là tia Rơnghen. Câu 28.15: Bức xạ có bước sóng =0,3m … A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy. B. là tia hồng ngoại. C. là tia tử ngoại. D. là tia Rơnghen. 60 2.2.6. Bài thứ sáu: 2.2.6.1. Mục tiêu bài học a. Mục tiêu kiến thức - Nhận biết đƣợc các dụng cụ, cách thức thực hiện và nắm đƣợc kết quả của thí nghiệm Héc về hiện tƣợng quang điện. - Nêu đƣợc định nghĩa hiện tƣợng quang điện. - Nắm đƣợc tác nhân gây ra hiện tƣợng quang điện. Phát biểu đƣợc định luật về giới hạn quang điện. - Nêu đƣợc giả thuyết Plăng và hiểu đƣợc khái niệm lƣợng tử ánh sáng là gì, viết đƣợc biểu thức của lƣợng tử năng lƣợng. - Phát biểu đƣợc thuyết lƣợng tử ánh sáng và nêu đƣợc các đặc điểm của photon. - Vận dụng thuyết photon để giải thích định luật về giới hạn quang điện. - Nắm đƣợc lƣỡng tính sóng - hạt của ánh sáng. b. Mục tiêu kĩ năng - Vận dụng thuyết photon tìm điều kiện ánh sáng để xảy ra hiện tƣợng quang điện đối với một số kim loại thông thƣờng. - Có sự nhìn nhận tổng thể hơn về bản chất của ánh sáng : lƣỡng tính sóng-hạt. 2.2.6.2. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh: a. Giáo viên : - Soạn thảo giáo án powerpoint trong đó bao gồm : sơ đồ cấu tạo của thí nghiệm Héc, hình ảnh động khi chiếu tia sáng vào bảng kim loại thì làm các electron bật ra, bộ câu hỏi trắc nghiệm nhằm tiết kiệm thời gian. - Bộ câu hỏi trắc nghiệm dẫn dắt, tái hiện, ôn tập cho kiến thức của toàn bài. - Hình ảnh của Plăng, Einstein và những câu chuyện lịch sử có liên quan đến kiến thức bài học. b. Học sinh: - Ôn lại kiến thức của tia tử ngoại, tia X, tĩnh điện kế. - Chia nhóm nghiên cứu, thảo luận. HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG tHUY 61 2.2.6.3. Thiết kế phƣơng án xây dựng kiến thức a. Lựa chọn phƣơng pháp - Vì nội dung bài học là hoàn toàn mới mẻ và mục tiêu bài học phải nắm đƣợc khá nhiều loại kiến thức: Một hiện tƣợng vật lý - hiện tƣợng quang điện; một định luật vật lý - định luật về giới hạn quang điện, một thuyết vật lý - thuyết lƣợng tử ánh sáng; và giả thiết hoàn toàn mới của Plăng; Các khái niệm vật lý – photon ánh sáng… Do đó GV cần sử dụng phƣơng pháp thuyết trình và phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại là chủ yếu. Ngoài ra dùng phƣơng pháp phát hiện và giải quyết vấn đề ở một số chỗ cần thiết để HS nhớ kiến thức sâu hơn. b. Phƣơng án - Đầu tiên, mô tả thí nghiệm Héc,thông báo kết quả. Cần nhấn mạnh hai vấn đề: + Tĩnh điện kế cho biết lúc đầu tấm kẽm tích điệm âm, nghĩa là nó đang thừa electron. + Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm, tĩnh điện kế cho biết tấm kẽm mất bớt điện tích âm. - Ánh sáng hồ quang đã làm electron bật khỏi tấm kẽm, hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng quang điện. - Để kiểm chứng tia tử ngoại có phải là tác nhân gây ra hiện tƣợng quang điện hay không. Chắn chùm ánh sáng hồ quang (là chùm phát ra tia tử ngoại) bằng một tấm thủy tinh dày thì hiện tƣợng trên không xảy ra nữa. Vì thủy tinh hấp thụ rất mạnh tia tử ngoại, chứng tỏ bức xạ tử ngoại gây ra hiện tƣợng quang điện ở kẽm. Còn ánh sáng nhìn thấy thì không. Tuy nhiên có những kim loại có khả năng xảy ra hiện tƣợng quang điện đối với cả ánh sáng khả kiến. - Để HS nắm đƣợc nội dung của định luật quang điện, ta xây dựng định luật này bằng thực nghiệm là không khả thi. Do đó, nên dùng phƣơng pháp kể lại con đƣờng hình thành, cách thức xây dựng định luật này. Sau đó cho HS tham khảo giới hạn quang điện của một số kim loại trong sách giáo khoa. - Định hƣớng HS phát hiện mâu thuẫn về bản chất sóng điện từ của ánh sáng trong hiện tƣợng này. - Để HS nắm đƣợc nội dung của thuyết lƣợng tử, yêu cầu HS đọc trong SGK về giải thuyết của Plăng, lƣợng tử năng lƣợng và nội dung của thuyết. Tuy nhiên phần này, SGK chƣa tƣờng minh về lƣợng tử năng lƣợng. Đọc SGK, HS chỉ hiểu ở mức độ lƣợng tử năng lƣợng có liên quan đến ánh sáng thông qua tần số của nó. Thật ra, có 62 thể hiểu một chùm sáng là một chùm hạt, mỗi hạt mang một năng lƣợng là hf. Yêu cầu HS trả lời những câu hỏi nhằm nắm chắc hơn về nội dung của thuyết lƣợng tử. - Định hƣớng HS hiểu công thoát là gì, suy ra hiện tƣợng quang điện xảy ra phải thỏa mãn điều kiện gì, từ đó giải thích định luật về giới hạn quang điện. - Cuối cùng yêu cầu một nhóm nêu bằng chứng ánh sáng có tính chất sóng, một nhóm nêu bằng chứng ánh sáng có tính chất hạt. Dùng phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại để HS thấy đƣợc lƣỡng tính sóng - hạt của ánh sáng. - Tổng kết bài học. 2.2.6.4. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1 : Giới thiệu về hiện tƣợng quang điện.  Giới thiệu lịch sử: Năm 1887, Héc làm thí nghiệm và phát hiện khi chiếu ánh sáng thích hợp vào kim loại, electron bị bật khỏi bề mặt kim loại, nhiều thí nghiệm tƣơng tự cũng đƣa ra kết quả trên. Dùng thuyết sóng ánh sáng không giải thích đƣợc hiện tƣợng này. Khi nghiên cứu bằng thực nghiệm, quang phổ của các nguồn sáng, ta thu những kết quả không thể giải thích đƣợc bằng lý thuyết sóng ánh sáng. Để giải quyết những khó khăn này, Plăng đã đề ra giả thuyết về sự phát xạ hay hấp thụ năng lƣợng của các nguyên tử, phân tử. Sau đó vài năm, dựa vào giải thuyết của Plăng, Einstein đề ra thuyết lƣợng tử ánh sáng. Sự ra đời của thuyết này đã giúp sự hiểu biết của chúng ta về ánh sáng nói riêng, về thế giới vi mô nói chung thêm sâu sắc.  Sau đó giới thiệu kiến thức cần học trong chƣơng này.  Chú ý lắng nghe theo dõi. 63 Hoạt động 2: Tìm hiểu về hiện tƣợng quang điện.  GV trình chiếu đoạn video hoặc hiệu ứng powerpoint mô tả các electron bật ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. Câu 30.1: Điền từ thích hợp vào chỗ trống: 1. Một vật tích điện âm khi ……………… 2. Vật sẽ mất điện tích âm khi ……………… 3. Trong thí nghiệm của Héc, ánh sáng hồ quang đã gây ra hiện tượng gì? ……………… 4. Nếu chắn ánh sáng của hồ quang điện bằng tấm thủy tinh thì hiện tượng trên có xảy ra không?……………… 5. Hồ quang điện là nguồn phát ra những bức xạ nào?……………… 6. Thủy tinh đã đóng vai trò gì khi chắn ánh sáng hồ quang chiếu đến tấm kẽm? ………… 7. Tác nhân nào làm bật electron khỏi kim loại?… 8. Hiện tượng bật electron ra khỏi kim loại khi kim loại được chiếu ánh sáng thích hợp gọi là hiện tượng ……………… Câu 30.2: Khi chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm nhiễm điện dương thì điện tích của tấm kẽm không bị thay đổi vì: A. Tia tử ngoại không làm bật các electron ra khỏi tấm kẽm. B. Tia tử ngoại làm bật đồng thời electron và ion dương khỏi tấm kẽm C. Tia tử ngoại làm bật electron khỏi tấm kẽm nhưng lại bị tấm kẽm nhiễm điện dương hút lại. D. Tia tử ngoại làm bật electron ra khỏi tấm kẽm, vì tấm kẽm đang thiếu electron nên nó tiếp tục nhiễm điện dương.  GV chốt lại thông tin về hiện tƣợng quang điện.  HS quan sát, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.  1. thừa electron.  2. mất hết electron thừa.  3. làm bật electron ra khỏi kim loại.  4. không.  5. tử ngoại, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến.  6. hấp thụ tia tử ngoại.  7. tia tử ngoại.  8. quang điện.  Câu 30.2: Đáp án D 64 Hoạt động 3: Tìm hiểu về giới hạn quang điện  Kể cho HS nghe cách thức xây dựng định luật giới hạn quang điện.  Tiếp theo cung cấp cho HS nội dung định luật. Câu 30.3: Dùng bảng 30.1 trong sách giáo khoa để trả lời câu hỏi sau, trong các bức xạ sau, khi chiếu bức xạ nào vào tấm đồng thì gây ra hiện tượng quang điện: A. Hồng ngoại. B. Ánh sáng đỏ thật đơn sắc. C. Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn 0,3µm. D. Tia X Câu 30.4: Nhận định nào sau đây là sai khi nói về giới hạn quang điện của kim loại: A. Đặc trưng cho kim loại đó về khả năng xảy ra hiện tượng quang điện. B. Giới hạn quang điện càng lớn thì hiện tượng quang điện càng dễ xảy ra. C. Giới hạn quang điện λ0 là bước sóng của kim loại. D. Giới hạn quang điện càng lớn thì kim loại đó càng dễ cho bật electron.  GV chốt lại thông tin và giải thích.  Định hƣớng để HS phát hiện mâu thuẫn khi dùng lý thuyết bản chất sóng ánh sáng để giải thich nội dung định luật.  GV cung cấp cho HS: chỉ có thể giải thích định luật giới hạn quang điện bằng thuyết lƣợng tử.  HS lắng nghe và ghi nhớ.  HS tham khảo bảng 30.1 sách giáo khoa về giới hạn quang điện λ0 của một số kim loại và trả lời các câu hỏi.  Câu 30.3: D  Câu 30.4: C  HS thảo luận nhóm, đọc sách giáo khoa để tự phát hiện vấn đề và thuyết trình trƣớc lớp. 65 Hoạt động 4: Tìm hiểu nội dung thuyết lƣợng tử ánh sáng và dùng lý thuyết lƣợng tử ánh sáng để giải thích định luật về giới hạn quang điện.  GV cung cấp thông tin về sự ra đời của thuyết luợng tử, yêu cầu HS đọc SGK tìm hiểu: giả thuyết Plăng và nội dung thuyết lƣợng tử.  Sau đó GV bổ sung thông tin lƣợng tử năng lƣợng đƣợc xem là năng lƣợng của một hạt ánh sáng (một photon) nó phụ thuộc vào bƣớc sóng ánh sáng. Bƣớc sóng càng ngắn thì năng lƣợng photon càng lớn và ngƣợc lại. Khi chiếu ánh sáng vào kim loại thì các photon mang năng lƣợng chuyển động với vận tốc c=3.108m/s đến va chạm vào electron trong kim loại. Va chạm này xảy ra sự trao đổi năng lƣợng theo tỷ lệ một photon truyền hết năng lƣợng cho một electron. Lƣu ý cho HS khắc sâu tỷ lệ va chạm 1:1.  Yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau: Câu 30.5: Những phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng? 1. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt ……… 2. Mỗi hạt ánh sáng được gọi là một photon …. 3. Các photon chuyển động trong chân không với vận tốc khác nhau……………… 4. Các photon chuyển động dọc theo tia sáng … 5. Mỗi photon mang một năng lượng xác định… 6. Năng lượng của một photon được tính bằng công thức ε=hf……………… 7. Năng lượng này tỷ lệ thuận với bước sóng ánh sáng……………… 8. Một chùm sáng đơn sắc bao gồm rất nhiều photon, các photon này không giống nhau.…… 9. Một nguyên tử hay phân tử vật chất có thể  HS lắng nghe và đọc sách giáo khoa để tìm hiểu giả thuyết Plăng, lƣợng tử năng lƣợng là gì và nội dung của thuyết lƣợng tử ánh sáng.  1. Đúng  2. Đúng  3. Sai  4. Đúng  5. Đúng  6. Đúng  7. Sai  8. Sai  9. Đúng  10.Sai 66 hấp thụ hoặc phát xạ ánh sáng có nghĩa rằng chúng đang hấp thụ hoặc phát xạ một photon… 10. Khi ánh sáng đứng yên có nghĩa là photon đang đứng yên.………………  Sau khi HS trả lời GV xác nhận lại thông tin đúng – sai và chốt lại kiến thức cần nhớ.  Định hƣớng HS hiểu công thoát của electron: + Trong kim loại, electron ở trạng thái nào. + Vậy khi nào ánh sáng chiếu vào kim loại làm electron bật ra khỏi bề mặt kim loại. + Khi electron bắn ra khỏi kim loại thì bƣớc sóng của ánh sáng kích thích cần thỏa mãn điều kiện gì. + Nêu lý do đặt λ0= hc A  Khái quát lại hai luận điểm chính: công thoát A và điều kiện xảy ra hiện tƣợng quang điện.  Làm theo yêu cầu của GV + Trong kim loại, electron chịu các liên kết. + Electron bắn ra khỏi kim loại khi năng lƣợng mà nó nhận đƣợc từ photon đủ cho nó thực hiện công thắng đƣợc các liên kết. Tức là: hf >A hay hc λ > 𝐴 + Suy ra λ < hc A + Tiếp tục suy luận rút ra đƣợc khi λ < λ0 thì xảy ra hiện tƣợng quang điện. Hoạt động 5: Tìm hiểu lƣỡng tính sóng hạt của ánh sáng.  Yêu cầu HS nêu những bằng chứng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng và những bằng chứng ánh sáng có tính chất hạt. Vậy ánh sáng có tính chất sóng hay tính chất hạt.  Thông báo thêm: dù tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ. Những sóng điện từ có tần số càng lớn thì photon của chúng có năng lƣợng càng lớn. Tính chất hạt thể hiện càng rõ nét thì tính chất sóng càng ít thể hiện, và ngƣợc lại.  HS thảo luận và trả lời, từ đó rút ra ánh sáng vừa có bản chất sóng, vừa có bản chất hạt. Hoạt động 6: Củng cố, ôn tập và vận dụng  GV lựa chọn thời gian thích hợp chốt lại kiến thức cần nắm trong bài và trả lời câu hỏi TNKQ  HS trả lời câu hỏi 67 Câu 30.6: Hiện tượng quang điện là hiện tượng: A. chùm các electron bật ra khỏi tấm kim loại do bị nung nóng. B. chùm các electron bật ra khỏi kim loại do bị chiếu sáng bằng bức xạ thích hợp. C. chùm các ion dương bứt khỏi kim loại do bị chiếu bằng bức xạ năng lượng lớn. D. xuất hiện dòng điện đồng thời phát sáng trong kim loại. Câu 30.7: Trong thí nghiệm của Héc, khi chiếu ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm tích điện âm thì nó bị mất bớt điện tích âm vì: A. ánh sáng hồ quang cung cấp ion dương vào tấm kẽm nên làm trung hòa electron. B. ánh sáng hồ quang làm bật các electron ra khỏi tấm kẽm. C. tấm kẽm rất dễ mất bớt electron khi để ngoài không khí. D. ánh sáng hồ quang kích thích ion dương có trong kim loại trung hòa electron. Câu 30.8: Chiếu ánh sáng đơn sắc vàng vào một tấm vật liệu thì hiện tượng quang điện xảy ra. Tấm vật liệu này chắc chắn phải là: A. Kim loại kiềm. B. Kẽm. C. Dung dịch dẫn điện. D. Nhôm. Câu 30.9: Giới hạn quang điện phụ thuộc vào: A. bản chất của kim loại. B. hiệu điện thế giữa anốt và catốt của tế bào quang điện. C. bước sóng ánh sáng kích thích. D. cường độ chùm ánh sáng kích thích. Câu 30.10: Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm nhôm có giới hạn quang điện là 0,36µm. Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ là: A. ánh sáng tím. B. ánh sáng đỏ. C. tia hồng ngoại. D. tia tử ngoại. Câu 30.11: Giới hạn quang điện của tấm đồng là 0,35µm. Chiếu vào nó một số bức xạ có bước sóng λ1=0,36µm; λ2=0,35µm; λ3=0,4µm; λ4=0,45µm. Những bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện: A. λ1 B. λ1 và λ2 C. λ3 và λ4 D. λ4 Câu 30.12: Theo nội dung của thuyết lượng tử, phát biểu nào sau đây là không đúng: A. Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt là một photon có năng lượng xác định. B. Các photon có năng lượng như nhau vì chúng chuyển động cùng vận tốc.. C. Cường độ của chùm sáng phụ thuộc vào số photon trong chùm. D. Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có photon đứng im. 68 Câu 30.13: Chỉ ra câu sai: A. Thuyết lượng tử do Plăng đặt nền móng. B. Einstein cho rằng ánh sáng gồm các hạt riêng biệt, mang năng lượng xác định gọi là photon. C. Mỗi photon bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một electron. D. Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. Câu 30.14: Lượng tử năng lượng là: A. năng lượng nhỏ nhất và là năng lượng của một “hạt” trong chùm bức xạ điện từ. B. năng lượng nhỏ nhất mà một electron, một nguyên tử, phân tử có thể có được. C. năng lượng nhỏ nhất của một photon do va chạm với electron. D. là động năng của một photon. Câu 30.15: Chiếu một bức xạ vào một tấm kim loại. Khi không thấy electron bật ra khỏi tấm kim loại này, đó là vì: A. bước sóng của bức xạ lớn hơn so với giới hạn quang điện. B. số photon trong chùm bức xạ ít. C. cường độ của chùm bức xạ nhỏ. D. công thoát của electron nhỏ so với năng lượng của photon. Câu 30.16: giới hạn quang điện của bạc là 0,26m thì công thoát của electron ra khỏi bề mặt của bạc là: A. 76,44.10 -19 (J) B. 0,67.10 -19 (J) C. 4,77 (eV) D. 0,53.10 -19 (J) Câu 30.17: photon là tên gọi của: A. một electron bứt ra từ mặt kim loại dưới tác dụng của ánh sáng. B. một electron bứt ra từ mặt kim loại dưới tác dụng nhiệt. C. một đơn vị năng lượng. D. một lượng tử của bức xạ điện từ. Câu 30.18: Ánh sáng có bước sóng =0,6m thì năng lượng của phôton là: A. 3,3125.10 -20 (J) B. 33,125.10 -20 (J) C. 6,625.10 -20 (J) D. 66,25.10 -20 (J) Câu 30.19: Catốt của một tế bào quang điện có công thoát 4eV. Tìm giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt này. Biết hằng số Planck h=6,625.10-34J.s; điện tích của electron e=-1,6.10-19C; vận tốc ánh sáng c=3.108m/s. A. 0,3105m B. 0,4028m C. 0,4969m D. 0,5214m 69 Câu 30.20: Một kim loại có công thoát là 2,62 eV. Khi chiếu vào kim loại này hai bức xạ có bước sóng 1=0,4m và 2=0,2m thì hiện tượng quang điện : A. xảy ra với cả hai bức xạ. B. không xảy ra với cả hai bức xạ. C. xảy ra với bức xạ 1 nhưng không xảy ra với bức xạ 2. D. xảy ra với bức xạ 2 nhưng không xảy ra với bức xạ 1. Câu 30.21: photon của bức xạ điện từ nào có năng lượng cao nhất: A. tử ngoại. B. Hồng ngoại. C. Tia X. D. Sóng vi ba. 2.2.7. Bài thứ bảy: 2.2.7.1. Mục tiêu bài học a. Mục tiêu kiến thức - Nắm đƣợc chất quang dẫn là gì. - Nêu đƣợc thế nào là hiện tƣợng quang điện trong. - Phân biệt hiện tƣợng quang điện trong với hiện tƣợng quang điện ngoài. - Nắm ứng dụng hiện tƣợng quang điện trong: quang điện trở, pin quang điện. - Nêu đƣợc quang điện trở là gì, cấu tạo và khoảng thay đổi điện trở khi chiếu ánh sáng thích hợp vào nó. - Nắm đƣợc cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của pin quang điện. b. Mục tiêu kĩ năng - Vận dụng lý thuyết hiện tƣợng quang điện để giải thích hiện tƣợng quang dẫn. - Thấy đƣợc vai trò của vật lý trong đời sống hằng ngày. 2.2.7.2. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh: a. Giáo viên : - Chuẩn bị thí nghiệm pin quang điện để chạy một động cơ nhỏ. - Một máy tính bỏ túi chạy bằng pin quang điện. - Phóng to hình vẽ 31.3 trong SGK. - Sƣu tầm hình ảnh cận cảnh về pin quang điện. - Bộ câu hỏi trắc nghiệm dẫn dắt, tái hiện, ôn tập. HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN TRONG 70 b. Học sinh : - Ôn lại kiến thức hiện tƣợng quang điện ngoài, thuyết lƣợng tử ánh sáng. - Ôn lại chất bán dẫn, dòng điện trong chất bán dẫn đã học ở lớp 11. - Tìm hiểu trƣớc về pin quang điện. 2.2.7.3. Thiết kế phƣơng án xây dựng kiến thức a. Lựa chọn phƣơng pháp - Nội dung chính bài này là tìm hiểu hiện tƣợng quang điện trong và ứng dụng của nó là quang điện trở và pin quang điện. Vì kiến thức hiện tƣợng quang điện và chất bán dẫn đã học rồi nên GV dùng phƣơng pháp vấn đáp, đàm thoại là chủ yếu. Vừa dẫn dắt HS nhớ lại kiến thức cũ, trên cơ sở kiến thức cũ xây dựng kiến thức mới. b. Phƣơng án - Để tìm hiểu về chất quang dẫn, GV đƣa ra hệ thống câu hỏi logic để định hƣớng HS nhớ lại chất bán dẫn: + Kể tên các vật liệu bán dẫn đã học. + Đặc điểm của vật liệu bán dẫn. + Tác nhân gây ra khả năng dẫn điện trong chất bán dẫn. + Hạt tải điện trong chất bán dẫn là những hạt nào. + Bán dẫn loại n, loại p. - Sau khi HS trả lời, GV thông báo cho HS, những vật liệu bán dẫn có khả năng dẫn điện khi bị chiếu sáng gọi là chất quang dẫn. - Để HS tìm hiểu về hiện tƣợng quang điện trong, GV định hƣớng cho HS ôn lại về hiện tƣợng quang điện và thuyết lƣợng tử ánh sáng: + Hiện tƣợng quang điện là gì. + Điều kiện để xảy ra hiện tƣợng quang điện. + Dựa vào thuyết lƣợng tử giải thích hiện tƣợng quang điện. - Sau khi HS trả lời, GV thông báo: đối với một số vật liệu (bán dẫn), ở điều kiện bình thƣờng nó là chất điện môi không có electron tự do. Nhƣng khi chiếu bằng ánh sáng thích hợp các electron liên kết trở thành các electron tự do bên trong và lúc này, chất bán dẫn là chất dẫn điện. Hiện tƣợng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron tự do di chuyển, đồng thời tạo ra các lỗ trống mang điện tích dƣơng cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tƣợng quang điện trong. 71 - Tiếp theo yêu cầu HS xem bảng 31.1 và trả lời C1/SGK để so sánh hiện tƣợng quang điện ngoài và hiện tƣợng quang điện trong. - Để tìm hiểu ứng dụng của hiện tƣợng quang điện trong, GV định hƣớng HS tự tìm hiểu và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập theo các ý sau:  Quang điện trở: + Quang điện trở là gì. + Cấu tạo của quang điện trở. + Giới hạn điện trở của nó.  Xác nhận ý kiến đúng, nếu có thời gian cung cấp cho HS ứng dụng của quang điện trở trong kỉ thuật nhƣ: làm rơle quang điện; cảm nhận ánh sáng để điều khiển tắt mở dòng điện; cảm nhận các bức xạ trong lò nung để điều khiển mạch điện, kiểm soát nhiệt độ trong lò công nghiệp…  Pin quang điện: + Kể một số ứng dụng của pin quang điện. + Cấu tạo của pin quang điện. + Nguyên lý hoạt động của pin quang điện. + Nêu hoạt động của pin quang điện. + Nêu giới hạn về suất điện động của pin quang điện. + So sánh pin quang điện và pin hóa học. - Sau mỗi phần trả lời của HS, GV xác nhận thông tin đúng và bổ sung thêm một số thông tin: ứng dụng của pin quang điện là máy đo ánh sáng; máy tính bảo túi; cung cấp điện cho trạm vũ trụ, khai thác đƣợc nguồn năng lƣợng sạch… và hiện nay chúng ta cũng sử dụng pin quang điện cho máy nƣớc nóng gia đình, bệnh viện… máy nƣớc nóng dùng bằng pin quang điện rất tiết kiệm mà có thể dùng cho cả hệ thống nƣớc trong nhà. Một số vùng không có điện lƣới, hệ thống pin quang điện cũng có thể cung cấp điện dân dụng. - Cuối cùng, GV có thể tóm lƣợc lại cho HS nội dung chính cần ghi nhớ, tiếp theo yêu cầu HS làm một loạt các câu hỏi TNKQ trong phiếu học tập để cũng cố, ôn tập, vận dụng. 72 2.2.7.4. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1 : Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tƣợng quang điện trong  Chất quang dẫn:  GV định hƣớng cho HS ôn lại chất bán dẫn bằng cách yêu cầu HS trả lời vào phiếu học tập những câu hỏi sau: Câu 31.1: Điền từ thích hợp vào chỗ trống: 1. Hãy kể tên các vật liệu bán dẫn đã học … 2. Đặc điểm của vật liệu bán dẫn là gì ……… 3. Tác nhân gây ra khả năng dẫm điện là gì … 4. Hạt tải điện trong chất bán dẫn là gì ……… 5. Cơ chế tạo ra hạt tải điện trong bán dẫn … 6. Phân biệt bán dẫn loại n và loại p …………  Sau khi HS trả lời, GV xác nhận thông tin đúng cho mỗi câu trả lời và thông báo cho HS: những vật liệu có tính chất cách điện khi ở điều kiện bình thƣờng và trở thành chất dẫn điện khi bị chiếu sáng. Những vật liệu này gọi là chất quang dẫn.  Hiện trƣợng quang điện trong:  Yêu cầu HS ôn lại bài cũ bằng cách trả lời vào phiếu học tập câu hỏi sau: Câu 31.2: Hãy trả lời các câu hỏi sau: 1. Hiện tượng quang điện là gì ……………… 2. Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện … 3. Dựa vào thuyết lượng tử ánh sáng, hãy giải thích hiện tượng quang điện ………………  Nhận xét kết quả trả lời của HS.  Dựa vào kiến thức đã ôn tập trƣớc ở nhà và trả lời:  1. Bán dẫn Silic, Gemani, Asen  2. ở điều kiện bình thƣờng là chất điện môi, nhƣng khi bị kích thích sẽ trở thành chất dẫn điện.  3. Ánh sáng, nhiệt, ion hóa…  4. Electron âm và lỗ trống mang điện tích dƣơng.  5. Electron nhận năng lƣợng kích thích từ bên ngoài, trở thành e tự do, đồng thời để lại lỗ trống mang điện dƣơng.  6. Bán dẫn loại n chứa mật độ electron tự do lớn hơn lỗ trống, loại p thì ngƣợc lại.  HS lắng nghe và ghi nhớ kiến thức. 73 Câu 31.3: Dựa vào thuyết lượng tử ánh sáng hãy giải thích hiện tượng xảy ra khi chiếu ánh sáng vào chất quang dẫn ………………  Xác nhận ý kiến đúng cho câu trả lời và chốt lại kết luận. + Khi không bị chiếu sáng, các electron trong chất quang dẫn liên kết với các nút mạng tinh thể. Khi đó vật liệu là chất cách điện. + Khi bị chiếu sáng, mỗi photon ánh sáng kích thích truyền toàn bộ năng lƣợng của nó cho một electron liên kết. Năng lƣợng này đủ lớn thì electron bị bứt khỏi liên kết trở thành electron tự do, đồng thời sự di chuyển của electron để lại lỗ trống. Lỗ trống cũng tham gia vào quá trình dẫn điện. Kết quả,vật liệu trở thành chất dẫn điện. + Vậy, khi chiếu ánh sáng vào chất bán dẫn chỉ làm các electron liên kết trở thành electron dẫn, đồng thời giải phóng các lỗ trống, electron không bị bứt ra khỏi chất bán dẫn. Hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng quang điện trong.  Yêu cầu HS xem bảng 31.1 SGK và trả lời C1 để so sánh giới hạn quang điện và giới hạn quang dẫn. Đƣa ra nhận xét.  Cuối cùng xác nhận kiến thức đúng cho HS  HS dựa vào đáp án của câu 31.1 và 31.2 để trả lời.  HS lắng nghe, khắc sâu ghi nhớ.  Thực hiện yêu cầu của GV: + Giới hạn quang dẫn lớn hơn nhiều so với giới hạn quang điện. + Nhận xét: năng lƣợng của photon ánh sáng kích thích cung cấp cho hiện tƣợng quang điện trong nhỏ hơn nhiều so với hiện tƣợng quang điện ngoài. 74 Hoạt động 2: Tìm hiểu ừng dụng của hiện tƣợng quang điện trong.  Quang điện trở:  Đề nghị HS đọc mục 2 SGK và trả lời vào phiếu học tập: Câu 31.1: Hãy trả lời các câu hỏi sau: 1. Quang điện trở là gì ……………… 2. Quang điện trở có cấu