Bài giảng Vật lí 12 (nâng cao) - Bài 46: Hiện tượng quang điện trong. Quang điện trở và pin quang điện

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 12 (nâng cao) - Bài 46: Hiện tượng quang điện trong. Quang điện trở và pin quang điện

1. ¸c thÇy c« hµo c gi¸ h c o Ýn m häc sinh th© K e n m ¸c Õ c n µo h C
2. Xe đạpNhàNhà chạyNhàNăng máymáy máybằng nhiệtthủylượng điện năng điệnđiệnVũng Mặt hạt lượng Hòa Trờinhân Bình MặtTàu Trời
3. BAØI 46 HIEÄN TÖÔÏNG QUANG ÑIEÄN TRONG QUANG ÑIEÄN TRÔÛ PIN QUANG ÑIEÄN 1. Hieän töôïng quang ñieän trong 2. Quang ñieän trôû. 3. Pin quang ñieän.
4. KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ ÔÛ ñaây,Hieän caùc töôïng electron quan saùtbò baät ñöôïc haún trong ra khoûi thí maët kim nghieämloaïi neânlaø hieän hieän töôïng töôïng gì quang ? ñieän naøy ñöôïc goïi laø ? hieän töôïng quang ñieän ngoaøi. Zn H 1. Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi laø hieän töôïng khi chieáu aùnh saùng coù böôùc soùng ngaén thích hôïp vaøo beà maët kim loaïi thì 0 laøm cho caùc eletron ôû maët kim loaïi ñoù bò baät ra. Caùc electron bò baät ra goïi laø caùc electron quang ñieän.
5. KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ ◼ Hiện tượng quang điện ngoài chỉ xảy ra khi nào? TRAÛ LÔØI ◼ Hiện tượng quang điện ngoài chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện.  0
6. Thế nào là hiện tượng quang điện trong? Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi nào?
7. 1. Hiện tượng quang điện trong: a. Hiện tượng quang điện trong Chất bán dẫn là gì? Đặc điểm của chất bán dẫn? Si
8. KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ 0 T
9. + + + + + + + + + + + +
10. MẠNG TINH THỂ SILIC TăngChiếu nhiệt ánh độsáng của có bán bước dẫn sóng thích hợp vào bán dẫn Si Si Si Si Si Si Si Si Si Trong bán dẫn tinh khiết mật độ electron bằng mật độ lỗ trống
11. Baùn daãn
12. Muốn gây ra hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải thỏa mãn điều kiện gì? Với Ge, muốn gây ra hiện tượng quang điện trong, ▪ Hieänbước töôïng sóng quang của ánh ñieän sáng trong kích chæ thích xaûy phải ra khinhỏ aùnh hơn saùng1,88 kích  mthích coù böôùc soùng baèng hoaëc nhoû hôn moät böôùc soùng giôùi haïn 0 , goïi laø giôùi haïn quang Vớiñieän Si, cuûa muốn baùn gâydaãn. ra hiện tượng quang điện trong, bước sóng của ánh sáng kích thích phải nhỏ hơn 1,11 m  0
13. So sánh giới hạn quang điện của bán dẫn và giới hạn quang điện của kim loại: Bán dẫn Giới hạn quang Kim loại Giới hạn quang điện 0 (m) điện 0 (m) Ge 1,88 Ag 0,260 Si 1,11 Cu 0,300 PbS 4,14 Zn 0,350 CdS 0,90 Al 0,360 PbTe 6 Na 0,500 PbSe 5,65 K 0,550 Ge 1,88 Ca 0,750
14. ▪ Naêng löôïng ñeå giaûi phoùng 1 electron lieân keát thaønh 1 electron daãn khoâng lôùn laém do ñoù aùnh saùng hoàng ngoaïi cuõng coù theå gaây ra hieän töôïng quang ñieän trong ▪ Hieän töôïng quang ñieän trong ñöôïc öùng duïng ñeå phaùt hieän tia hoàng ngoaïi, hoaëc duøng trong caùc rôle ñieàu khieån baèng tia hoàng ngoaïi nhö thieát bò baùo chaùy, boä ñieàu khieån töø xa ôû maùy thu hình
15. Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi vaø hieän töôïng quang ñieän trong Kim loaïi Tấm kim loại Baùn daãn Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi Hieän töôïng quang ñieän beân trong  0  0
16. b. Hiện tượng quang dẫn: Bán dẫn G Đ E
17. b . Hiện tượng quang dẫn: ▪ Moät soá chaát baùn daãn laø chaát caùch ñieän khi khoâng bò chieáu saùng vaø trôû thaønh chaát daãn ñieän khi bò chieáu saùng. ▪ Hieän töôïng quang daãàn laø hieän töôïng giaûm ñieän trôû suaát, töùc laø taêng ñoä daãn ñieän cuûa baùn daãn, khi coù aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo. ▪ Trong hieän töôïng quang daãn: Khi chieáu aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp vaøo baùn daãn caùc electron daãn vaø loã troáng  maät ñoä haït taûi ñieän trong baùn daãn taêng  ñoä daãn ñieän cuûa baùn daãn taêng (ñieän trôû suaát giaûm) ▪ Trong hieän töôïng quang daãn (khi  ≤ 0 ), cöôøng ñoä chuøm saùng chieáu vaøo baùn daãn caøng maïnh thì ñieän trôû suaát cuûa noù caøng nhoû (ÖÙng duïng trong maùy ño cöôøng ñoä saùng)
18. ▪ Giới hạn quang điện trong của một số chất Chất Giới hạn Điện trở Điện trở quang dẫn trong tối ngoài sáng Se 0,95 104 - 108 CdSe 1,22 2.106 PbS 4,14 104 - 105 CdS 0,90 3.106  20  PbTe 6 106 PbSe 5,65 106
19. 2. QUANG ÑIEÄN TRÔÛ (LDR) ▪ Ñònh nghóa : Quang ñieän trôû laø moät taám baùn daãn coù ñieän trôû▪ Nguyeân thay ñoåi taéc khi hd cöôøng : Döïa ñoätreân cuûa hieän chuøm töôïng saùng quang chieáu ñieän vaøo trong. noù thay ñoåi ( Ligh dependant resistor ). ▪ Caáu taïo : 3 (1) Lôùp chaát baùn daãn ( CdS). 4 1 (2) Taám nhöïa caùch ñieän. (3),(4) : hai ñieän cöïc gaén vaøo lôùp baùn daãn. Một điện trở tải R Một nguồn điện E mA ▪ Hoaït ñoäng : - Khi ñaët trong toái : soá chæ miliAmpe keá baèng 0. (RCdS = 3 106 ) - Chieáu aùnh saùng thích hôïp : soá chæ miliAmpe keá khaùc 0 (RCdS = 20 ) ▪ Cöôøng ñoä doøng quang ñieän trong maïch phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä chuøm saùng vaø hieäu ñieän theá giöõa hai ñieän cöïc. ▪ ÖÙng duïng : Trong caùc maïch ñieàu khieån töï ñoäng, trong caùc maùy ño aùnh saùng.
20. ▪ Maïch töï ñoäng ñoùng ngaét caùc ñeøn ñöôøng:  ~  C IC R1 6 V  B  E LDR Ban ngaøy : Coù aùnh saùng chieáu vaøo quang ñieän trôû neân R rất nhỏ , IB = 0; IC = 0 Ban toái : aùnh saùng chieáu vaøo quang trôû yeáu ñeán möùc naøo ñoù thì ñieän trôû cuûa noù ñuû lôùn laøm hieäu ñieän theá UBE ñaït khoaûng 0,7 V neân xuaát hieän doøng IB (0,3 mA) do ñoù xuaát hieän doøng IC (60 mA). Doøng IC chaïy qua nam chaâm ñieän laøm cho noù huùt caàn ngaét ñieän laøm ñoùng maïch thaép saùng caùc ñeøn ñöôøng.
21. p n p n Et
22. 3. Pin quang điện * Pin quang điện là nguồn điện, trong đó quang năng * Nguyên* Cấu tắc tạo:hoạt động: Dựa trên hiện tượng quang điện trongđược biếnxảy rađổi bên trực cạnh tiếp lớp thành tiếp điện xúc năngp - n Một lớp kim loại mỏng trong suốt đối với ánh sáng Một lớp bán dẫn loại p Một lớp bán dẫn loại n Một lớp đế kim loại
23. Tiến sĩ Lê Hoàng Tố, người đã biến năng lượng mặt trời thành điện, chủ nhiệm dự án Delta Prores là nhà khoa học nữ thứ 21 của Việt Nam được trao giải Kovalevskaia mang tên nhà nữ toán học Nga xuất sắc ở thế kỷ 19. Pin Mặt Trời lắp đặt cho Trạm điện Mặt Trời quần đảo hộ dân tộc ở Bình Phước Trường Sa
24. MÔMÀN HÌNH HÌNH THÀNH DÈN PHỐLED NỔIDÙNG DÙNG NĂNG NĂNG LƯỢNG LƯỢNG MẶT MẶT TRỜI TRỜI BẾP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
25. ▪ ÖÙng duïng : + Pin quang ñieän coù raát nhieàu ứng dụng + laøm nguoàn ñieän söû duïng cho maùy tính boû tuùi, treân veä tinh nhaân taïo . . .
26. Điện thoại di động dùng năng lượng Mặt trời Chị Bé với chiếc bếp năng lượng Mặt Trời
27. Máy bay chạyMáy bằng đo ánhnăng sáng lượng Mặt trời
28. VỆ TINH THU NĂNG LƯỢNG MặT TRỜI CUNG CẤP CHO TRÁI ĐẤT ERS2-MỘT VỆ TINH QUAN SÁT TRÁI ĐẤT CỦA CƠ QUAN VŨ TRỤ CHÂU ÂU Sputnik - vệ tinh nhân tạo đầu tiên
29. ▪ ÖÙng duïng : Pin quang ñieän coù raát nhieàu ứng dụng Một phòng giặt ở California sử dụng năng lượng Mạt Trời ThiếtBếp bịcó côngnung suất nóng 1000 kW dùng ở Odeillo năng (Pháp) lượng đạt đếnMặt 3000 Trời0C
30. ▪ ÖÙng duïng : Pin quang ñieän coù raát nhieàu ứng dụng ▪Nhà máy cung cấp năng lượng Mặt Trời lớn nhất thế giới (khánh thành năm 2010 tai Singapore Xe chạy bằng năng lượng Mặt Trời
31. CỦNG CỐ LẠI BÀI 1. Hiện tượng quang dẫn (hiện tượng quang điện bên ngoài, điều kiện để có hiện tượng quang dẫn, giới hạn quang dẫn 2. Quang trôû, öùng duïng cuûa quang trôû. 3. Pin quang ñieän, öùng duïng cuûa pin quang ñieän.