Bài 31. Hiện tượng quang điện trong

Bài 31:
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
Hãy kể một số chất bán dẫn và cho biết tính chất đặc biệt của chúng?
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
Chất quang dẫn là chất bán dẫn có tính chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp.
Hãy quan sát hiện tượng xảy ra khi chiếu chùm ánh sáng vào chất bán dẫn Si
2. Hiện tượng quang điện trong
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
Chất quang dẫn là chất bán dẫn có tính chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp.







Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
e d?n
Lỗ trống
Lỗ trống

Hãy giải thích hiện tượng xảy ra.
Chùm ánh sáng
Chưa bị chiếu sáng → e liên kết với các nút mạng → không có e tự do → cách điện.
- Bị chiếu sáng → mỗi photôn truyền năng lượng cho e liên kết.
Nếu năng lượng e nhận được đủ lớn → giải phóng e dẫn ( lỗ trống ) → tham gia vào quá trình dẫn điện → trở thành chất dẫn điện.
Hiện tượng quang điện trong là gì?
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
2. Hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
C1. So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện và đưa ra nhận xét.
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
2. Hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
I.Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
2. Hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn
Bảng năng lượng kích hoạt và giới
hạn quang dẫn của một số chất.
C1
λ0qd > λ0qđ vì năng lượng kích hoạt các electron liên kết để cho chúng trở thành các e dẫn nhỏ hơn công thoát để bứt các electron ra khỏi kim loại.
Bảng công thoát và giới hạn quang điện ngoài của một số chất.
II. Quang điện trở
Là một điện trở làm bằng chất quang dẫn
Quang điện trở là gì?
II. Quang điện trở:

Nêu cấu tạo của quang điện trở.
+ Hoạt động: chiếu ánh sáng vào quang điện trở thì điện trở của nó giảm từ vài MΩ đến vài chục Ω làm cho quang điện trở dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng.
+ Cấu tạo: gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện.
+ Khái niệm: là một điện trở làm bằng chất quang dẫn.
III. Pin quang điện
1. Khái niệm:
Là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng, nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
2. Hiệu suất: các pin quang điện chỉ vào khoảng trên dưới 10%.
3. Cấu tạo và hoạt động:
III. Pin quang điện
3. Cấu tạo và hoạt động:
Lớp bán dẫn loại n
Lớp bán dẫn loại p
Lớp kim loại mỏng
- Một tấm bán dẫn loại n bên trên có phủ một lớp bán dẫn loại p
+ Cấu tạo:
- Trên cùng là một tấm kim loại rất mỏng. Dưới cùng là một đế kim loại. Các kim loại này đóng vai trò là các điện cực.
+ Hoạt động:
Lớp chặn
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
b. Hoạt động
Kim loại mỏng
G
Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang điện vào lớp kim loại mỏng thí ánh sáng sẽ xuyên qua lớp này vào lớp p, gây ra hiện tựợng quang điện trong
Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n, còn lỗ trống thì bị giữ lại.
Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên trở thành điện cực dương, còn đế kim loại ở dưới sẽ trở thành cực âm của pin
Nếu ta nối hai điện cực bằng một dây dẫn thông quan điện kế thì ta thấy có dòng quang điện chạy từ cực dương sang cực âm
III. Pin quang điện
- Trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi.
- Ô tô máy bay chạy bằng pin năng lượng.
4. Ứng dụng:
Ô tô chạy bằng pin quang điện
Máy bay dùng pin Mặt Trời
Pin quang điện dùng để nạp điện cho máy ảnh, điện thoại di động ….
NỘI DUNG CHÍNH CỦA BÀI
1. Chất quang dẫn.
Là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.
2. Hiện tượng quang điện trong, điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện trong.
+ Hiện tượng các electron liên kết được ánh sáng giải phóng để trở thành các electron dẫn.
+ Điều kiện để có hiện tượng quang điện trong: λkt ≤ λ0cqd.
3. Cấu tạo, hoạt động và ứng dụng của quang điện trở và pin quang điện.
Câu 1:Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:
A-Điện trở của 1 chất bán dẫn tăng khi được chiếu sáng
B-Điện trở của 1 kim loại giảm khi được chiếu sáng
C-Điện trở của 1 chất bán dẫn giảm khi được chiếu sáng
D-Truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong 1 cách bất kì
CỦNG CỐ
Câu 2:Theo định nghĩa,hiện tượng quang điện trong là:
A-Hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong 1 khối kim loại
B-Hiện tượng quang điện xảy ra ở bên trong 1 khối điện môi
C- Nguyên nhân sinh ra hiện tượng quang dẫn
D-Sự giải phóng electron liên kết trở thảnh electron dẫn do 1 bức xạ điện từ
Câu3 :Trong hiện tượng quang dẫn, electron dẫn là các electron được giải phóng ra khỏi:
bề mặt của kim loại.
mối liên kết trong mạng tinh thể kim loại.
C. bề mặt của chất quang dẫn.
D. mối liên kết với các nguyên tử của chất quang dẫn.
CỦNG CỐ
Câu4: §iÒu nµo sau ®©y sai khi nãi vÒ quang trë?
A. Bé phËn quan träng nhÊt cña quang ®iÖn trë lµ mét líp chÊt b¸n dÉn cã g¾n 2 ®iÖn cùc.
B. Quang ®iÖn trë thùc chÊt lµ mét ®iÖn trë mµ gi¸ trÞ cña nã cã thÓ thay ®æi theo nhiÖt ®é.
C. Quang ®iÖn trë cã thÓ dïng thay thÕ cho c¸c tÕ bµo quang ®iÖn.
D. quang ®iÖn trë lµ mét ®iÖn trë mµ gi¸ trÞ cña nã kh«ng thay ®æi theo nhiÖt ®é.
CỦNG CỐ
Câu 5:Chất quang dẫn
A. dẫn điện kém khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp.
B. dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng.
C. dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thich hợp.
D. không dẫn điện khi bị chiếu sáng.
Câu 6:Quang điện trở là điện trở được làm bằng
kim loại.
B. chất điện phân.
C. chất quang dẫn.
D. chất điện môi.
CỦNG CỐ
Câu7: Quang điện trở có cấu tạo gồm một sợi dây (hay lớp chất) làm bằng
A.chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện.
B.kim loại gắn trên một đế cách điện.
C.chất quang dẫn gắn trên một đế dẫn điện.
D. kim loại gắn trên một đế dẫn điện.
Câu8: :Pin quang điện là một nguồn điện, trong đó có quá trình biến đổi trực tiếp từ
quang năng thành điện năng.
quang năng thành nhiệt năng.
C. nhiệt năng thành quang năng.
D. điện năng thành quang năng.
HẾT
So sánh hiện tượng quang điện trong với hiện
tượng quang điện ngoài ?
BÀI TẬP VẬN DỤNG, CỦNG CỐ
Câu 4:
Giống nhau
Đều xảy ra khi λkt ≤ λ0
Khác nhau
+ Quang điện ngoài : các e nhận được năng lượng đủ lớn thì thoát khỏi liên kết với mạng tinh thể, bật ra khỏi mặt kim loại.
+ Quang điện trong: các e nhận được năng lượng đủ lớn thì thoát khỏi liên kết và tham gia dẫn điện nhưng vẫn ở trong lòng khối bán dẫn.
+ λ0bd > λ0kl