Giáo án Vật lý Lớp 12 - Tiết 48 đến 53

Giáo viên giảng dạy:	Lớp dạy: 
Ngày soạn:	Ngày dạy: 
Tiết 48:	
Chương 6: 	LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Bài 30: 	HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Hiểu và nhớ được các khái niệm: hiện tượng quang điện, giới hạn quang điện.
- Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định tính hiện tượng quang điện.
- Hiểu và phát biểu được định luật về giới hạn quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng.
- Nắm được công thức Plăng về lượng tử năng lượng và công thoát.
- Nắm được ánh sáng có hai tính chất là Sóng và Hạt.
2. Năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích các định luật quang điện.
- Vận dụng công thức lượng tử năng lượng của Plăng, công thoát để giải các bài tập về hiện tượng quang điện.
3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.	
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên
- Bài giảng powerpoint có kèm các thí nghiệm minh họa.
- Phiếu học tập.
Phiếu học tập số 1
Câu 1: Hãy kể tên một số nguồn phát ra tia tử ngoại?
Câu 2: Hai lá của điện nghiệm khép lại chứng tỏ điều gì?
Câu 3: Nếu tấm kẽm mang điện dương thì hiện tượng trên có xảy ra không?
Câu 4: Nếu chắn chùm tia hồ quang bằng tấm thủy tinh không màu thì hai lá của điện nghiệm như thế nào?
Câu 5: Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm gọi là hiện tượng quang điện. Hiện tượng quang điện là gì?
Phiếu học tập số 2
Câu 1: Từ thí nghiệm, hãy cho biết khi nào có hiện tượng quang điện?
Câu 2: l0 gọi là giới hạn quang điện. Xem SGK mục II trang 155, hãy nêu nội dung định luật về giới hạn quang điện
Câu 3: Xem bảng giới hạn quang điện của một số kim loại. Nêu nhận xét về trị số của lo đối với các kim loại khác nhau?
Câu 4: Nếu trong TN Héc không dùng tấm kẽm mà dùng tấm kali hoặc xesi thì các kết quả thu được có gì khác?
Phiếu học tập số 3
Câu 1: Trình bày giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng?
Câu 2: Nêu sự khác biệt giữa giả thuyết Plăng với quan niệm thông thường về sự hấp thụ và phát xạ năng lượng.
Câu 3: Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein?
Câu 4: Hãy tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đỏ có l = 0,76mm? Nêu nhận xét?
Phiếu học tập số 4
Gọi A là công để thoát electron ra khỏi bề mặt kim loại.
Câu 1: Muốn hiện tượng quang điện xảy ra (tức electron thoát khỏi bề mặt kim loại) thì năng lượng của phô tôn ánh sáng kích thích phải như thế nào với công thoát?
Câu 2: Từ kết quả của câu 1, hãy suy ra điều kiện của bước sóng l? Và từ đó, suy ra nội dung của định luật giới hạn quang điện?
Phiếu học tập số 5
Câu 1: Hãy kể tên TN chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng? Hãy kể tên TN chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt? Từ đó, cho biết ánh sáng có tính chất gì?
Câu 2: Ánh sáng gì được dùng trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young?Ánh sáng gì được dùng trong thí nghiệm hiện tượng quang điện của Hertz?Ánh sáng gì chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng?Ánh sáng gì chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt?
Câu 3: Khi ánh sáng có bước sóng dài thì nó thể hiện tính chất gì? Tính chất gì mờ nhạt?
Câu 4: Khi ánh sáng có bước sóng ngắn thì nó thể hiện tính chất gì? Tính chất gì mờ nhạt?
2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về công của lực điện trường, định lí động năng, khái niệm cường độ dòng điện bão hòa (SGK Vật lí 11)
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1:Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về hiện tượng quang điện
a. Mục tiêu:
- Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống.
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c. Sản phẩm: Sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
Giáo viên nêu vấn đề: Có thể làm cho electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại bằng cách nung nóng nó (Hiện tượng phát xạ nhiệt electron) hoặc dùng các ion để bắn phá nó (Hiện tượng phóng điện ẩn). Còn có cách nào khác làm cho các electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại không?
Bước 2
Học sinh tiếp nhận vấn đề
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về hiện tượng quang điện và định luật về giới hạn quang điện
a. Mục tiêu:
- Hiểu và nhớ được các khái niệm: hiện tượng quang điện, giới hạn quang điện.
- Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định tính hiện tượng quang điện.
- Hiểu và phát biểu được định luật về giới hạn quang điện.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm:
A. Hiện tượng quang điện
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện:
2. Định nghĩa :
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).
3. Tác dụng của tia tử ngoại :
Tia tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện đối với tấm kẽm.
B. Định luật về giới hạn quang điện (Định luật quang điện thứ nhất)
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng lo. lo được gọi là giới hạn quang điện của kim loại :	l ≤ lo
- lo của mỗi kim loại phụ thuộc vào bản chất của kim loại đó.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§Giáo viên giới thiệu TN 30.1
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1.
Bước 2
Học sinhquan sát thí nghiệm và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: Hồ quang điện.
Câu 2: Tấm kẽm mất điện tích âm (tức mất electron).
Câu 3: Không xảy ra.
Câu 4: Không bị cụp lại: tấm kẽm không mất điện tích âm.
Câu 5: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§Giáo viên hướng dẫn học viên đưa ra điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2.
Bước 5
Học sinh chú ý quan sát, lắng nghe hướng dẫn của gv và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 6
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: l ≤l0
Câu 2:Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng lo. lo được gọi là giới hạn quang điện của kim loại:	
l ≤ lo
Câu 3:lo của mỗi kim loại khác nhau là khác nhau, phụ thuộc vào bản chất của kim loại đó.
Câu 4: Khi dùng tấm kali hoặc xesi thì sẽ xảy ra hiện tượng quang điện đối với cả ánh sáng nhìn thấy.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 7
Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về thuyết lượng tử ánh sáng và giải thích định luật giới hạn quang điện
a. Mục tiêu:
- Hiểu và phát biểu được nội dung thuyết lượng tử ánh sáng.
- Nắm được công thức Plăng về lượng tử năng lượng và công thoát.
- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải bài tập và giải thích các định luật quang điện.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: 
C. Thuyết lượng tử ánh sáng
1. Giả thuyết Plăng:
Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay pát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số.
Lượng năng lượng nói trên gọi là lượng tử năng lượng và kí hiệu e: 
h = 6,625.10-34J.s: hằng số Plăng.
2. Thuyết lượng tử ánh sáng (hay thuyết photon)
- ÁS được tạo thành bởi các hạt gọi là photon
- Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau, mỗi photon mang năng lượng = hf
- Trong chân không, photon bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.
- Mỗi lần 1 nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hập thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ 1 photon.
Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có photon đứng yên.
3. Giải thích định luật quang điện giới hạn
Muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra thì phôtôn của chùm sáng chiếu vào catôt phải có năng lượng lớn hơn hoặc ít nhất bằng công thoát A, nghĩa là phải có:
hf ≥ A hay h ≥ A. Từ đó suy ra l ≤ lo
với lo = h: chính là giới hạn quang điện của kim loại làm catôt.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc SGK mục III và hoàn thành phiếu học tập số 3.
Bước 2
HS theo sự dẫn dắt của GV để tìm hiểu về thuyết lượng tử ánh sáng.
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: Trình bày giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng
Câu 2: Theo quan niệm thông thường: năng lượng được hấp thụ và bức xạ liên tục. Sự phát xạ và hấp thụ năng lượng trao đổi có thể nhỏ bao nhiêu cũng được.
Còn theo giả thuyết của Plang: Năng lượng mà một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị xác định bằng hf. Lượng năng lượng trao đổi phải là một bội số của hf.
Câu 3: Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein
Câu 4: Năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đỏ: 
® Rất nhỏ.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§Giáo viên chính xác hóa nội dung và hướng dẫn học sinh giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử.
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 4.
Bước 5
Học sinh chú ý quan sát, lắng nghe hướng dẫn của gv và thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 6
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: e³ A (1)
Câu 2: (1) Ûhf ≥ A hay h ≥ A. Từ đó suy ra: l ≤ lo, với lo = h
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 7
§Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2
Hoạt động 2.3: Tìm hiểu về lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng
a. Mục tiêu:
- Nắm được ánh sáng có hai tính chất là Sóng và Hạt.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: 
D. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng
1. Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ta nói rằng, ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.
2. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ. Ngược lại, sóng điện từ có bước sóng càng lớn thì tính chất sóng thể hiện càng rõ.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Hoàn thành phiếu học tập số 5.
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: Thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
Thí nghiệm hiện tượng quang điện của Hertz chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt.
Þ Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt.
Câu 2: Ánh sáng đỏ dùng trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young, chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
Tia tử ngoại dùng trong thí nghiệm hiện tượng quang điện của Hertz, chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt.
Câu 3: Ánh sáng có bước sóng dài thì nó thể hiện: hiện tượng giao thoa, hiện tượng nhiễu xạ, hiện tượng tán xạ ® tính chất sóng, tính chất hạt mờ nhạt.
Câu 4: Ánh sáng có bước sóng ngắn thì nó thể hiện tính chất hạt: hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên, tác dụng phát quang ® tính chất hạt, tính chất sóng mờ nhạt.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§Giáo viên tổng kết hoạt động 4 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh.
+ Ưu điểm: 
+ Nhược điểm cần khắc phục: 
Bước 5
§Giáo viên tổng kết hoạt động 2.3
Hoạt động 3: Luyện tập
a. Mục tiêu:
- Hiểu và nhớ được các khái niệm: hiện tượng quang điện, giới hạn quang điện.
- Hiểu và phát biểu được định luật về giới hạn quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng.
- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích các định luật quang điện.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành các câu hỏi sau:
Câu 1: Hiện tượng quang điện là gì? Phát biểu định luật về giới hạn quang điện?
Câu 2: Phát biểu nội dung thuyết lượng tử? Và vận dụng giải thích định luật về giới hạn quang điện?
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
Giáo viên tổng kết hoạt động 3
Hoạt động 4: Vận dụng
a. Mục tiêu:
Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân
c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
Nội dung 1:
Ôn tập
Về nhà học bài và làm các bài tập trong sgk, sách bài tập
Nội dung 2:
Chuẩn bị bài mới
Xem trước bài 31, 32 SGK chuẩn bị cho tiết học tới.
V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy:	Lớp dạy: 
Ngày soạn:	Ngày dạy: 
Tiết 49
CHỦ ĐỀ 7:	HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT QUANG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Hiểu được đặc điểm của chất quang dẫn, hiện tượng quang điện trong.
- Hiểu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của quang điện trở, pin quang điện.
- Hiểu sự quang - phát quang. Hiểu sự lân quang và sự huỳnh quang, phân biệt sự khác nhau giữa chúng.
- Nắm được đặc điểm về bước sóng trong hiện tượng phát quang.
2. Năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Phân biệt hiện tượng quang điện trong với hiện tượng quang điện ngoài.
- Vận dụng lý thuyết về hiện tượng quang điện trong, hiện tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động của một số các thiết bị liên quan trong thực tế.
3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.	
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên
- Bài giảng powerpoint kèmhình 31.3, các hình liên quan đến quang điện trong và quang – phát quang.
- GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời (hoặc máy đo ánh sáng nếu có) làm dụng cụ trực quan.
- Phiếu học tập.
Phiếu học tập số 1
Câu 1: Nêu khái niệm chất quang dẫn và các chất quang dẫn?
Câu 2: Điện trở của bán dẫn như thế nào khi nó chịu tác dụng của ánh sáng?
Câu 3: Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất hiện cái gì ?
Câu 4: Thế nào là hiện tượng quang điện trong?
Câu 5: So sánh độ lớn của giới hạn quang dẫn với độ lớn của giới hạn quang điện (ngoài) và đưa ra nhận xét.
Phiếu học tập số 2
Câu 1: Pin quang điện là gì? Hiệu suất của pin vào khoảng bao nhiêu phần trăm?
Câu 2: Mô tả cấu tạo của pin quang điện?
Câu 3: Nêu nguyên tắc hoạt động của pin? Suất điện động của pin có gí trị vào khoảng bao nhiêu? So sánh độ lớn suất điện động của pin quang điện với suất điện động của pin hóa học?
Câu 4: Nêu ứng dụng của pin quang điện?
Phiếu học tập số 3
Câu 1: Sự quang - phát quang là gì? Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của đèn ống?
Câu 2: Thế nào là huỳnh quang? Thế nào là lân quang?
Câu 3: Phát biểu định luật về giới hạn quang điện.
Câu 4: Gọi l là bước sóng ánh sáng kích thích, l’ là bước sóng ánh sáng phát quang. Nêu đặc điểm nổi bậc của sự quang-phát quang? Dựa vào thuyết phôtôn hãy giải thích tại sao l’ >l?
Câu 5: Tại sao sơn quét trên các biển báo giao thông hoặc trên đầu các cọc chỉ giới có thể là sơn phát quang mà không là sơn phản quang (phản xạ ánh sáng)?
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài 30.
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về hiện tượng quang điện trong và hiện tượng quang – phát quang
a. Mục tiêu:
- Kiến thức cũ được hệ thống lại.
- Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện tượng xảy ra trong đời sống.
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức cũ được hệ thống lại, sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§Giáo viên kiểm tra bài cũ:
- Hiện tượng quang điện là gì? Phát biểu định luật về giới hạn quang điện?
- Lượng tử năng lượng là gì? Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng?
§Giáo viên nêu vấn đề:
- Ngày nay, hiện tượng quang điện trong hầu như đã hoàn toàn thay thế hiện tượng quang điện ngoài mà ta học ở bài trên trong những ứng dụng thực tế. Vậy hiện tượng quang điện trong là gì?
Bước 2
Học sinh tiếp nhận vấn đề
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
a. Mục tiêu:
- Hiểu được đặc điểm của chất quang dẫn, hiện tượng quang điện trong.
- Phân biệt hiện tượng quang điện trong với hiện tượng quang điện ngoài
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm:
A. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
1. Chất quang dẫn:
Một số chất bán dẫn như Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe,... có tính chất đặc biệt sau: Chúng là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp. Các chất này gọi là chất quang dẫn.
1. Hiện tượng quang điện trong:
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng nhau tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
B. Quang điện trở:
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc SGK mục I trang 159 và hoàn thành phiếu học tập số 1.
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1:Một số chất bán dẫn như Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe,... có tính chất đặc biệt sau: Chúng là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp. Các chất này gọi là chất quang dẫn.
Câu 2: Giảm đi.
Câu 3: Electron và lỗ trống.
Câu 4:Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng nhau tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
Câu 5: Độ lớn của giới hạn quang dẫn lớn hơn độ lớn của giới hạn quang điện.
Nhận xét: Để thực hiện quang dẫn xảy ra, không đòi hỏi photo phải có năng lượng lớn, rất nhiều chất quang dẫn hoạt động được với ánh sáng hồng ngoại. Còn hiện tượng quang điện xảy ra với ánh sáng có bước sóng ngắn, đây là một lợi thế của hiện tượng quang dẫn so với hiện tượng quang điện. Năng lượng kích hoạt các electron liên kết để chúng trở thành các electron dẫn nhỏ hơn công thoát để bứt các electron ra khỏi kim loại.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
Giáo viên chính xác hóa nội dung và tổng kết hoạt động 2.1
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về ứng dụng của hiện tượng quang điện trong
a. Mục tiêu:
- Hiểu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của quang điện trở, pin quang điện.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: 
C. Pin quang điện:
1. Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
2. Hiệu suất pin: khoảng trên dưới 10%.
3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin quang điện :
* Cấu tạo :
- Một tấm bán dẫn loại n (thừa e), bên trên phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e). Trên cùng là một lớp kim loại mỏng, dưới cùng là một đế kim loại.
- Giữa bán dẫn loại n và loại p hình thành 1 lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn.
* Nguyên tắc hoạt động :
Khi chiếu ánh sáng có bước sóng l£lo vào lớp kim loại mỏng ở trên cùng, ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra các cặp e và lỗ trống. Electron dễ dàng đi qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n. Còn lỗ trống bị giữ lại ở lớp p. Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại ở dưới sẽ nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm của pin.
Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng 0,5 đến 0,8V.
Hình cắt ngang của pin quang điện silic
4. Ứng dụng: trong máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi Đã chế tạo thành công ô tô và máy bay chạy bằng pin quang điện.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§GV lưu ý hai ứng dụng quan trọng. Trong đó,ứng dụng quang điện trở yêu cầu HS tự nghiên cứu soạn thông qua các câu hỏi sau:
Câu 1: Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiện tương vật lý gì?
Câu 2: Mô tả quang điện trở?
§Giáo viên trình chiếu mô hình pin quang điện cho HS quan sát và chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS tìm hiều về pin quang điện thông qua việc hoàn thành phiếu học tập số 4.
Hình cắt ngang của pin quang điện silic
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1. Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
- Hiệu suất pin: khoảng trên dưới 10%.
Câu 2: Cấu tạo:
- Một tấm bán dẫn loại n (thừa e), bên trên phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p (thiếu e). Trên cùng là một lớp kim loại mỏng, dưới cùng là một đế kim loại.
- Giữa bán dẫn loại n và loại p hình thành 1 lớp tiếp xúc n-p, ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p, nên gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn.
Câu 3: Nguyên tắc hoạt động:
Khi chiếu ánh sáng có bước sóng l£lo vào lớp kim loại mỏng ở trên cùng, ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra các cặp e và lỗ trống. Electron dễ dàng đi qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n. Còn lỗ trống bị giữ lại ở lớp p. Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại ở dưới sẽ nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm của pin.
Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng 0,5 đến 0,8V.
Suất điện động của pin quang điện nhỏ hơn suất điện động của pin hóa học.
Câu 4: Ứng dụng: trong máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi Đã chế tạo thành công ô tô và máy bay chạy bằng pin quang điện.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§GV chính xác hóa nội dung và lưu ý thêm cho HS: Vì giá trị suất điện động của pin nhỏ, nên để tạo ra một suất điện động lớn, người ta đã ghép nối tiếp nhiều tấm pin mặt trời lại với nhau.
§Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2
Hoạt động 2.3: Tìm hiểu về hiện tượng quang – phát quang
a. Mục tiêu:
- Hiểu sự quang - phát quang. Hiểu sự lân quang và sự huỳnh quang, phân biệt sự khác nhau giữa chúng.
- Nắm được đặc điểm về bước sóng trong hiện tượng phát quang.
- Vận dụng lý thuyết về hiện tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động của một số các thiết bị liên quan trong thực tế.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: 
D. Hiện tượng quang - phát quang
1. Khái niệm về sự phát quang
Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác gọi là hiện tượng quang – phát quang.
Đèn ống: Khi dòng điện qua đèn, trong đèn có sự phóng điện kích thích hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm nó phát ra ánh sáng trắng.
2. Lân quang và huỳnh quang
Sự huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10-8s). Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí.
Sự lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10-8s trở lên); nó thường xảy ra với chất rắn.
Đặc điểm nổi bật của các sự quang - phát quang là bước sóng l’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng l của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: lPQ>lKT
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
§Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 3.
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác gọi là hiện tượng quang – phát quang.
- Đèn ống: Khi dòng điện qua đèn, trong đèn có sự phóng điện kích thích hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại, chiếu vào bột phát quang làm nó phát ra ánh sáng trắng.
Câu 2: - Sự huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới10-8s). Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí.
- Sự lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10-8s trở lên); nó thường xảy ra với chất rắn.
Câu 3:Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng lo. lo được gọi là giới hạn quang điện của kim loại:
l ≤ lo
- lo của mỗi kim loại phụ thuộc vào bản chất của kim loại đó.
Câu 4: Đặc điểm nổi bật của các sự quang - phát quang là bước sóng l’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng l của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ: lPQ>lKT
- Lúc đầu phôtôn có năng lượng ε bị hấp thụ, một phần năng lượng của phôtôn hấp thụ dùng làm tăng nội năng của vật hấp thụ nên phôtôn phát ra có năng lượng
ε‘ < ε 	
Câu 5: Sơn quét trên các biển báo giao thông hoặc trên đầu các cọc chỉ giới đường là sơn phát quang để người đi đường dễ nhận thấy. Nếu là ánh sáng phát quang thì từ nhiều phía có thể nhìn thấy cọc tiêu, biển báo. Nếu là ánh sáng phản xạ thì chỉ nhìn thấy các vật đó theo phương phản xạ.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§Giáo viên chính xác hóa nội dung và lưu ý thêm cho HS: Ngoài hiện tượng quang – phát quang, còn có các hiện tượng phát quang khác như: hóa – phát quang ở con đom đóm, phát quang catot ở màn hình vô tuyến, điện – phát quang ở đèn LED 
§GVtổng kết hoạt động 2.3
Hoạt động 3: Luyện tập
a. Mục tiêu:
- Hiểu được đặc điểm của chất quang dẫn, hiện tượng quang điện trong.
- Hiểu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của quang điện trở, pin quang điện.
- Hiểu sự quang - phát quang. Hiểu sự lân quang và sự huỳnh quang, phân biệt sự khác nhau giữa chúng.
- Nắm được đặc điểm về bước sóng trong hiện tượng phát quang.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 sgk trang 162 và câu hỏi 1, 2 sgk trang 165
Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4
§Giáo viên tổng kết hoạt động 5 và đánh giá kết quả hoạt động của học sinh.
+ Ưu điểm: 
+ Nhược điểm cần khắc phục: 
Hoạt động 4: Vận dụng
a. Mục tiêu:
Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau.
- Phân biệt hiện tượng quang điện trong với hiện tượng quang điện ngoài.
- Vận dụng lý thuyết về hiện tượng quang điện trong, hiện tượng quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động của một số các thiết bị liên quan trong thực tế.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân
c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS.
d. Tổ chức thực hiện: Về nhà học bài và làm các bài tập trong sgk, sách bài tập.
V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy:	Lớp dạy: 
Ngày soạn:	Ngày dạy: 
Tiết 50:	BÀI TẬP HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
QUANG PHÁT QUANG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Ôn tập, củng cố kiến thức về bài hiện tượng quang điện ngoài, thuyết lượng tử ánh sáng 
- Hiểu và phát biểu được định luật về giới hạn quang điện.
- Nắm được công thức Plăng và công thức Anh-xtanh.
- Hiểu được hiện tượng quang dẫn và phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.
- Hiểu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng của quang điện trở, pin quang điện.
2. Năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích các định luật quang điện.
- Nắm được công thức Anh-xtanh để giải bài tập về hiện tượng quang điện.
- Vận dụng lý thuyết về hiện tượng quang điện và quang – phát quang để giải thích nguyên tắc hoạt động của một số các thiết bị liên quan trong thực tế.
3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.	
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên
- Các bài tập về hiện tượng quang điện, quang – phát quang
- Phiếu học tập:
Phiếu học tập số 1
1. Với ε1, ε2, ε3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì
A. ε2>ε3>ε1.	B. ε3>ε1>ε2.