Полупроводниковые фотоэлементы. Применение фотоэлементов в технике - СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ - КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

На урок планируют доклады школьников, постановку и обсуждение опытов.

I. В начале урока повторяют устройство и принцип действия вакуумного фотоэлемента. Один из школьников показывает опыт с фотоэлементом. Устно обсуждают вопросы: какие физические явления происходят при работе фотоэлемента? Зависит ли работа фотоэлемента от частоты падающего света? от его интенсивности?

Для письменных ответов можно предложить задания.

1. Красная граница фотоэффекта для вольфрама 2,72 ∙ 10^-7 м. Определите работу выхода электронов из металла.

2. Нарисуйте график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света. Как с помощью графика определить постоянную Планка?

3. Определите энергию кванта света, если ему соответствует длина волны 4 ∙ 10^-10 м.

II. При изучении нового материала учитель обращает внимание на следующие важные моменты:

1. Явление фотоэффекта, происходящее в полупроводнике, существенно отличается от внешнего фотоэффекта. Внутренний фотоэффект не приводит к вылету электронов из тела, а заключается в увеличении числа свободных электронов и дырок в полупроводнике.

2. Выделяют два вида полупроводниковых фотоэлементов — фотосопротивления и фотодиоды. В первых под действием света меняется сопротивление, во вторых на электродах в приборе возникает напряжение (ЭДС).

3. Применение фотоэлементов в технике рассматривают с помощью опытов № 157—159 (ДЭ-1). В качестве раздаточного материала можно использовать различные фоторезисторы и фотодиоды. С ними учащиеся могут поставить простые эксперименты: измерение ЭДС при освещении фотодиода, изменение ЭДС при изменении освещённости и т. д.

4. Обобщение и закрепление изученного материала осуществляется в беседе. При этом используется таблица 41.

Таблица 41

Фотоэлементы

Вакуумные Фотореле Звуковое кино Газонаполненные Различные счётчики ФЭУ Фототелеграф Приёмники изображения: иконоскоп, ортикон, видикон, ЭОП и др. Телевидение Приборы ночного видения Полупроводниковые фотодиод Солнечные батареи. Фотоэкспонометр фоторезистор Измерение температуры Теплофотография со спутников Сортировка продукции на конвейере Охрана помещений Самонаведение ракет и др.

III. Вопросы для подведения итогов: каков принцип действия фотоэлемента с внешним (внутренним) фотоэффектом? Почему катоды фотоэлементов изготавливают из щелочных металлов? Почему фотоэлементы так широко применяются?

IV. Домашнее задание: § 70*; П., № 811.