Giáo án Vật lí 12 Bài tập hiện tượng quang điện

Ngày soạn: 18/03/2024
Tiết 53: BÀI TẬP HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 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. C. ε2 >ε1>ε3. D. ε1>ε2>ε3.
2. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phôtôn ánh sáng?
A. Năng lượng của các phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau.
B. Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ.
C. Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định. D. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động.
3. Hiện tượng bứt electron ra khỏi kim loại khi chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng thích hợp lên
kim loại, được gọi là:
A. hiện tượng quang điện ngoài.
B. hiện tượng quang điện trong.
C. hiện tượng bức xạ.
D. hiện tượng phóng xạ
4. Chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm, hiện tượng xảy ra như sau:


A. tấm kẽm mất dần điện tích dương.
B. điện tích trên tấm kẽm không thay đổi.
C. tấm kẽm mất dần điện tích âm.
D. tấm kẽm trở nên trung hòa về điện.
5.Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,75μm, λ2 = 0,25μm vào một tấm kẽm có giới hạn
quang điện λ0 = 0,35μm. Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện? A. Cả hai bức xạ
B. Không có bức xạ nào trong hai bức xạ trên
C. Chỉ có bức xạ λ1 D. Chỉ có bức xạ λ2
6. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện trong hiện tượng quang điện không phụ thuộc vào:
A. cường độ chùm sáng kích thích
B. bản chất kim loại dùng làm catốt
C. tần số ánh sáng kích thích.
D. bước sóng của ánh sáng kích thích
7. Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn
A. Hiện tượng giải phòng electron liên kết thành electron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong.
B. Có thể gây ra hiện tượng quang dẫn với ánh sáng kích thích có bước sóng dài hơn giới hạn quang dẫn.
C. Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ giải phóng một electron liên kết thành 1 electron tự do gọi là electron dẫn.
D. Một lợi thế của hiện tượng quang dẫn là ánh sáng kích không cần phải có bước sóng ngắn.
8. Điện trở của quang điện trở có đặc điểm nào dưới đây?
A. Có giá trị rất lớn
B. Có giá trị rất nhỏ
C. Có giá trị không đổi.
D. Có giá trị thay đổi được
9. Bước sóng lớn nhất của ánh sáng kích thích khi chiếu vào một tấm kim loại có thể gây ra được
hiện tượng quang điện là λo = 0,48μm. Năng lượng 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
10. Sự phát sáng của ... khi bị kích thích bằng ánh sáng thích hợp gọi là sự lân quang. Ánh sáng lân
quang có thể ... sau khi tắt ánh sáng kích thích. Hãy chọn các cụm từ sau đây điện vào chỗ trống?
A. Các tinh thể; tồn tại rất lâu
B. Các chất khí; tắt rất nhanh
C. Các tinh thể; tắt rất nhanh
D. Các hơi; tồn tại rất lâu
Phiếu học tập số 2:
Bài 1: Catốt của tế bào quang điện làm bằng vônfram, biết công thoát của electron với vônfram là
7,2.10-19J. Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng . Tính:
a. Động năng cực đại của êléctrôn khi bức ra khỏi catôt?
b. Vận tốc ban đầu cực đại của electron khi bức ra khỏi catôt là:
c. Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện phải đặt vào hai đầu catôt và anốt một hiệu điện thế hãm
có độ lớn là bao nhiêu?


Bài 2: Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng  = 0,5m vào bề mặt catốt của tế bào quang điện
tạo ra dòng quang điện bão hoà Ibh = 0,32A. Công suất bức xạ đập vào catốt là P =1,5 W. Cho biết h
= 6,625.10-34 J.s ; c = 3.108 m/s : e = 1,6.10-19 C. Hiệu suất lượng tử là? 2. Học sinh
- Giải các bài tập trong sgk về hiện tượng quang điện, hiện tượng quang – phát quang.
- Ôn lại kiến thức về dòng điện trong chất bán dẫn.
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn lại kiến thức cũ thông qua các câu hỏi (hoặc game) kiểm tra bài a. Mục tiêu:
- 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.
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c. Sản phẩm: Các kiến thức trọng tâm được hệ thống lại.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: (Có thể hoạt động cá nhân hoặc tổ chức game thi đua giữa các nhóm)
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Hiện tượng quang điện là gì? Phát biểu định luật về giới hạn quang điện?
Câu 2: Lượng tử năng lượng là gì? Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng?
Câu 3: Chất quang dẫn là gì? Định nghĩa hiện tượng quang điện trong?
Câu 4: Trình bày cấu tạo của quang điện trở?
Câu 5: Trình bày cấu tạo và hoạt động của pin quang điện?
Câu 6: Trình bày thang sóng điện từ và thứ tự 7 màu cơ bản trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lập game) Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trả lời.
- Học sinh các nhóm 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 1
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm a. Mục tiêu:
- 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.
- 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.
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: Bài tập trắc nghiệm:
Bài 9: (trang 158 SGK) Đáp án D.
Bài 10: (trang 158 SGK) Đáp án D.
+ Giới hạn quang điện của đồng λ =0 ,30 μm 0
+ λ =? Để giới hạn quang điện không xảy ra.
Theo định luật về giới hạn quang điện:λ≤λ0=0 ,30 μm
⇒ λ=0,4 μm≥0,3μm không gây ra hiện tượng quang điện đối với tấm đồng.
Bài 11: (trang 158 SGK) Đáp án A. (tương tự câu 10)
Bài 4: (trang 162 SGK) Đáp ánA – b ; B – c ;C - a
Bài 5: (trang 162 SGK) Đáp án D.
Bài 6: (trang 162 SGK) Đáp án D.
Bài 3: (trang 165 SGK) Đáp án C.
Bài 4: (trang 165 SGK) Đáp án D
Bài tập trong phiếu học tập số 1: 1. Đáp án C. 2. Đáp án A. 3.Đáp án A. 4. Đáp án B 5. Đáp án D 6. Đáp án A 7. Đáp án B 8. Đáp án D
9. Đáp án B. Năng lượng tối thiểu: 10. Đáp án A.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ:
Yêu cầu hs giải các bài tập 9, 10, 11 trang 158 SGK, BT 4, 5, 6 trang 162, BT
3, 4 trang 165 SGK vàcác bài tập trong phiếu học tập số 1. Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân (hoặc nhóm nếu lâp mini game) Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trình bày.
- Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của