Bài 31. Hiện tượng quang điện trong

TRUNG TÂM GDTX & HN II
QUỲNH PHỤ
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
Hiện tượng quang điện là gì? Phát biểu định luật về giới hạn quang điện.
KIỂM TRA KIẾN THỨC
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
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 > λ0qđn 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
C2. So sánh độ lớn suất điện động của pin quang điện với suất điện động của pin hóa học.
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
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: Điện trở của quang điện trở có đặc điểm nào dưới đây?
A.Có giá trị rất lớn
Câu 2: Khi hiện tượng quang dẫn xảy ra, trong chất bán dẫn hạt mang điện tham gia vào quá trình dẫn điện là:
A.Êlectrôn và các ion dương
B. Êlectron và lỗ trống mang điện âm
C. Êlectrôn và hạt nhân
D.Êlectrôn và lỗ trống mang điện dương
B. Có giá trị rất nhỏ
C. Có giá trị không đổi
D. Có giá trị thay đổi được
IV. Bài tập áp dụng:
Câu 3: Bước sóng lớn nhất của ánh sáng kích thích khi chiếu vào một tấm kim loại có thể gây ra được hiện tương quang điện là λ0 = 0,48μm. Năng lựong tối thiểu cần cung cấp để bứt êlectrôn khỏi kim loại là:
A.4,4.10-20J
B. 2,59eV
C. 0,441.10-18J
D. 25,9eV
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