Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 31: Hiện tượng quang điện trong

 CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VỀ DỰ GIỜ THĂM LỚP 
BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 
 GIÁO VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN VĂN QUẾ 
1. Hiện tượng quang điện là gì ? 
 KIỂM TRA BÀI CŨ 
2. Phát biểu định luật về giới hạn quang điện ? 
 I . CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. 
 II . QUANG ĐIỆN TRỞ. 
 III . PIN QUANG ĐIỆN. 
BÀI 31 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. 
I. CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG: 
 1. Chất quang dẫn: 
 Là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp. 
 Nhận xét điện trở của chất quang dẫn khi không bị chiếu sáng và khi bị chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp ? 
I. CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG: 
 2. Hiện tượng quang điện trong: 
 Khi không bị chiếu sáng, các êlectron ở trong các chất quang dẫn đều ở trạng thái liên kết với các nút mạng tinh thể, nên hầu như không có êlectron tự do. Do đó chất bán dẫn dẫn điện kém. 
 Khi bị chiếu sáng, nếu năng lượng mà êlectron nhận được đủ lớn thì êlectron có thể được giải phóng khỏi mối liên kết và trở thành êlectron dẫn, đồng thời tạo ra các lỗ trống cũng tham gia vào quá trình dẫn điện. 
 Đó là hiện tượng quang điện trong. Vậy hiện tượng quang điện trong là gì ? 
I. CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG: 
 2. 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. 
 C1. So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện và đưa ra nhận xét ? 
 Ta biết: 
 Năng lượng kích hoạt để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn tỉ lệ nghịch với giới hạn quang dẫn; 
còn công thoát êlectron quang điện tỉ lệ nghịch với giới hạn quang điện. 
 Mà năng lượng kích hoạt nhỏ hơn công thoát, nên độ lớn giới hạn quang dẫn lớn hơn độ lớn giới hạn quang điện. 
II. QUANG ĐIỆN TRỞ: 
 Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài mêgaôm khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi được chiếu sáng bởi ánh sáng thích hợp. 
II. QUANG ĐIỆN TRỞ: 
 Quang điện trở được ứng dụng trong mạch báo động, mạch điện đường chiếu sáng ban đêm, 
III. PIN QUANG ĐIỆN: 
 1. Pin quang điện ( còn gọi là pin Mặt Trời ) là một nguồn điện biến trực tiếp quang năng thành điện năng. 
 2. Hiệu suất của các pin quang điện chỉ vào khoảng trên dưới 10 %. 
III. PIN QUANG ĐIỆN: 
 3. Cấu tạo và hoạt động của pin quang điện: 
 a) Cấu tạo: 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 lọai mỏng, dưới cùng là một đế kim loại. Giữa hai bán dẫn là lớp chặn. 
 SƠ ĐỒÀ CẤU TẠO 
PIN QUANG ĐIỆN 
 b) Hoạt động: 
 Khi chiếu ánh sáng có bươcù sóng ngắn hơn giới hạn quang điện vào lớp kim loại mỏng ở trên cùng, thì ánh sáng sẽ xuyên qua lớp này vào lớp p, giải phóng ra các cặp êlectron và lỗ trống. Các êlectron dễ dàng đi qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n, còn lỗ trống bị giữ lại trong lớp p. Kết quả, điện cực kim loại mỏng ở trên nhiễm điện dương, còn đế kim loại ở dưới nhiễm điện âm và trở thành nguồn điện. 
III. PIN QUANG ĐIỆN: 
 C2. So sánh độ lớn suất điện động của pin quang điện với suất điện động của pin hóa học ? 
 4. Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng 0,5 V đến 0,8 V 
 Suất điện động của pin quang điện nhỏ hơn 
( suất điện động của pin hóa học khoảng 1,5 V ) 
 5. Pin quang điện được ứng dụng trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, 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. 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Bốn ô ở góc trên của máy tính là bốn pin quang điện, chúng được mắc nối tiếp với nhau 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Các tấm pin Mặt Trời 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Bình nấu nóng nước sử dụng pin Mặt Trời 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Ô tô chạy bằng pin Mặt Trời 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Tàu thủy chạy bằng pin Mặt Trời 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
Máy bay đầu tiên trên thế giới sử dụng năng lượng Mặt Trời, do Thụy Sĩ chế tạo đã bay thử thành công 26 tiếng đồng hồ. 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Vệ tinh nhân tạo sử dụng năng lượng Mặt Trời. 
CÁC HÌNH ẢNH ỨNG DỤNG PIN QUANG ĐIỆN 
 Cây điện Mặt Trời ở Styria ( Áo ) 
1. Điện trở của một quang điện trở có đặc điểm nào dưới đây ? 
 BÀI TẬP CỦNG CỐÁ 
 Có giá trị rất lớn 
B. Có giá trị rất nhỏ 
 C . Có giá trị thay đổi được 
D. Có giá trị không đổi 
2. Suất điện động của một pin quang điện có đặc điểm nào dới đây ? 
A. Có giá trị rất lớn 
B. Có giá trị rất nhỏ 
C. Có giá trị không đổi, không phụ thuộc điều kiện bên ngoài 
D. Chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sáng 
 BÀI TẬP CỦNG CỐÁ 
BÀI TẬP VỀ NHÀ 
BÀI TẬP 4 TRANG 162 SGK 
BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP