Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện a Thí nghiệm Các định luật quang điện a Định luật quang điện thứ nhất Giải thích các định luật quang điện

IV NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện
a Chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm ban đầu tích điện âm tấm kẽm bị mất điện tích âm.
Tia tử ngoại đã làm bứt các êlectron ra khỏi tấm đó.
b Các thí nghiệm với các tấm kim loại khác đã dẫn đến kết luận sau.
Hiện tượng này được gọi là hiện tượng quang điện. Các êlectron bị bật ra được gọi là êlectron quang điện.

2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện a Thí nghiệm

b Kết quả thí nghiệm
+ Khi U
AK
0, chiếu chùm ánh sáng có bước sóng, trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện.
Nhỏ hơn hoặc bằng trị số λ
o
; λ
o
: giới hạn quang điện.

3. Các định luật quang điện a 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
λ
o
. λ
o
được gọi là giới hạn quang điện của kim loại : λ
≤ λ
o
b Định luật quang điện thứ hai
Đối với mỗi ánh sáng thích hợp có λ
≤ λ
o
cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích
c Định luật quang điện thứ ba
Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện khơng phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất của kim
loại. 4. Thuyết lượng tử ánh sáng
“Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn hay lượng tử ánh sáng. Phôtôn có vận tốc của ánh sáng, có một động lượng xác định và mang một năng lượng xác
định ε
=
c hf
h λ
=
. ε
chỉ phụ thuộc tần số
f
của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ nó đến nguồn sáng.
Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.

5. Giải thích các định luật quang điện

a Hiện tượng quang điện là sự va chạm giữa phôtôn với êlectron trong kim loại. Trong va chạm đó, phơtơn bị êlectron quang điện hấp thụ hồn tồn, và nhường tồn bộ năng
lượng ε
= h
f
của nó cho êlectron. Đối với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng
ε này được dùng vào hai việc :
- Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là cơng thốt, để nó thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thốt ra ngồi mặt kim loại;
- Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu cực đại
2 0max
2 mv
, ngay sau khi nó bứt ra khỏi bề mặt kim loại.
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có
2 0max
2 mv
hf A
= +
Là cơng thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.
GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN
TRANG
176
b Giải thích các định luật quang điện
- Định luật thứ nhất. Muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra thì phơtơn của chùm sáng chiếu vào catơt phải có năng lượng lớn hơn, hoặc ít nhất phải bằng cơng thốt A, nghĩa
là phải có hf ≥ A hay h
c λ
≥ A. Từ đó suy ra λ
≤ λ
o
, với λ
o
= h
c A
. λ
o
chính là giới hạn quang điện của kim loại làm catôt.
- Định luật thứ hai. Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số êlectron quang điện bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số
phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phơtơn này tỉ lệ với cường độ của chùm sáng tới. Mặt khác cường độ của dòng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron
quang điện bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt
V CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7 và làm bài tập 1, 2, 3 Xem bài 62
GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN
TRANG
177
Tiết 77 : Bài 61 : BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN
TRANG
178
GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN
TRANG
179
GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN
TRANG
180
Tiết 78 : Bài 62 :
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG QUANG ĐIỆN TRỞ
PIN QUANG ĐIỆN
I MỤC TIÊU :
 Hiểu được hiện tượng quang dẫn.  Hiểu được hiện tượng quang điện trong, phân biệt nó với hiện tượng quang điện ngoài.
 Hiểu được cấu tạo và hoạt động của quang điện trở, của pin quang điện.
II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên :
Vẽ trên giấy khổ lớn các hình 62.1 và 62.2 SGK. GV mang đến lớp máy tính dùng năng lượng mặt trời hoặc máy đo ánh sáng nếu có làm dụng cụ trực quan.
2 Học sinh :
Ơn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn và bài §59 – 60.
III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh
Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :
HS : Giảm đi.
HS : Nêu định nghĩa. HS : Electron và lỗ trống.
HS : Nêu định nghĩa. Hoạt động 2 :
HS : Hiệu ứng quang điện trong.
HS : Học sinh quan sát hình 62.1 Hoạt động 3 :
HS : Nguồn điện. HS : Hiệu ứng quang điện trong.
HS : Học sinh quan sát hình 62.1 GV : Điện trở của bán dẫn như thế nào khi
nó chịu tác dụng của ánh sáng ? GV : Thế nào là hiện tượng quang dẫn ?
GV : Khi bán dẫn tinh khiết được chiếu bằng chùm ánh sáng thích hợp thì trong nó xuất
hiện cái gì ? GV : Thế nào là hiện tượng quang điện
trong ? GV : Quang điện trở được chế tạo dựa trên