Hiện tượng quang điện và hiện tượng quang dẫn có cùng bản chất

1. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

– Chất quang dẫn: là chất bán dẫn có tính dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.

– Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện.

– Hiện tượng quang dẫn: là hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

Giải thích: Khi bán dẫn được chiếu sáng bằng chùm sáng có bước sóng thích hợp thì trong bán dẫn có thêm electron dẫn và lỗ trống được tạo thành. Do đó, mật độ hạt tải điện tăng, tức là điện trở suất của nó giảm. Cường độ ánh sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất của nó càng nhỏ.

2. ỨNG DỤNG CỦA CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

– Quang trở:

• Quang trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Nó cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện.
• Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
• Ứng dụng: lắp vào các mạch khuếch đại trong các thiết bị điều khiển bằng ánh sáng, trong các máy đo ánh sáng.

– Pin quang điện (Pin mặt trời):

• Là nguồn điện, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
• Hoạt động: dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn (lớp chuyển tiếp)
• Cấu tạo: Tấm bán dẫn n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p. Mặt trên cùng là lớp kim loại mỏng trong suốt với ánh sáng và dưới cùng là một đế kim loại.
• Hiệu suất: Chỉ vào khoảng trên dưới 10%
• Ứng dụng: trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi, .. Ngày nay người ta đã chế tạo thành công otô và máy bay chạy bằng pin quang điện.

Phát biểu nào sau đây là đúng?

Tìm phát biểu sai về hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện ngoài:

Linh kiện nào sau đây hoạt động giải trí dựa vào hiện tượng quang điện trong ?

Chọn câu phát biểu sai về pin quang điện.

Điện trở của một quang điện trở cóDụng cụ nào sau đây hoàn toàn có thể biến quang năng thành điện năng ?
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn ?Pin quang điện hoạt động giải trí dựa vào .

Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?

Pin quang điện là nguồn điện, trong đóNguyên tắc hoạt động giải trí của quang điện trở dựa vào

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong. Hiện tượng quang điện trong

1. Chất quang dẫn Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. Ví dụ : Ge, Si, PbS, CdS … 2. Hiện tượng quang điện trong

• Hiện tượng ánh sáng giải phóng những êlectron link để cho chúng trở thành những êlectron dẫn đồng thời tạo ra những lỗ trống cùng tham gia vào quy trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong .

• Điều kiện: ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ( lambda ) nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng  ( lambda_0 )(gọi là giới hạn quang điện của bán dẫn).

• Ứng dụng : quang điện trở và pin quang điện

II. Quang điện trở

• Quang điện trở được sản xuất dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở biến hóa khi cường độ chùm sáng kích thích chiếu vào nó đổi khác .
• Ứng dụng : lắp vào những mạch khuếch đại trong những thiết bị tinh chỉnh và điều khiển bằng ánh sáng, trong những máy đo ánh sáng .

III. Pin quang điện

• Pin quang điện (còn gọi là pin Mặt Trời) là nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. 

• Hiệu suất của những pin quang điện thấp, chỉ khoảng chừng dưới 10 % .

• Cấu tạo pin quang điện: gồm một tấm bán dẫn ( n ) , bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại  ( p ). Mặt trên cùng là lớp kim loại mỏng trong suốt với ánh sáng và dưới cùng là một đế kim loại.Giữa bán dẫn loại  ( n )vàbán dẫn loại  ( p )

   hình thành một lớp chuyển tiếp  ( p-n ). Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào thì hiện tượng quang điện trong xảy ra, giải phóng các cặp êlectron và lỗ trống. Điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành cực dương của pin, đế kim loại ở dưới nhiễm điện âm và trở thành cực âm của pin.

Trang chủ Sách ID

Khóa học miễn phí

Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023

Hiện tương quang điện trong và hiện tượng quang điện ngoài không có chung đặc thù nào sau đây : A. Đều sống sót bước sóng số lượng giới hạn để xảy ra hiện tương quang điện. B. Đều có sự giải phóng electron nếu bức xạ chiếu vào thích hợp có tần số đủ lớn. C. Đều có hiện tượng những electron thoát khỏi khối chất, hoạt động ngược chiều sức điện trường .D. Đều hoàn toàn có thể xảy ra khi chiếu vào mẫu chất ánh sáng nhìn thấy tương thích. Ngày nay, hiện tượng quang điện trong phần nhiều sửa chữa thay thế trọn vẹn hiện tượng ngoài mà những em đã biết ở bài học kinh nghiệm trước. Quang điện trong được ứng dụng vào quang điện trở và pin quang điện.

Vật chất quang dẫn, hiện tượng quang điện trong là gì ? Ứng dụng Quang điện trở và Pin quang điện vào nghành nghề dịch vụ nào trong đời sống ? tất cả chúng ta cùng khám phá qua bài viết dưới đây .

I. Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong

Bạn đang xem : Chất quang dẫn là gì ? Hiện tượng quang điện trong Ứng dụng Quang điện trở và Pin quang điện – Vật lý 12 bài 31

1. Chất quang dẫn là gì?

– Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp .
– Một số chất bán dẫn như Ge, Si, PbS, CdS, PbSe, … là chất quang dẫn .

2. Hiện tượng quang điện trong là gì?

– Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng những electron link để cho chúng trở thành electron dẫn, đồng thời cũng tạo ra những lỗ trống cùng tham gia vào quy trình dẫn điện .
– Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện .

II. Quang điện trở

– Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn, có cấu trúc gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện .
– Điện trở của quang điện trở hoàn toàn có thể đổi khác từ vài MΩ khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục Ω khi được chiếu ánh sáng thích hợp.

III. Pin quang điện

– Pin quang điện là một nguồn điện chạy bằng nguồn năng lượng ánh sáng. Nó biến hóa trực tiếp quang năng thành điện năng .
– Hiệu suất của pin quang điện chỉ vào khoảng chừng xấp xỉ 10 %
– Cấu tạo và hoạt động giải trí :
+ Pin có một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng dính bán dẫn loại p. Trên cùng là một lớp sắt kẽm kim loại rất mỏng mảnh, dưới cùng là một đế sắt kẽm kim loại, những sắt kẽm kim loại này đóng vai trò là những điện cực .
+ Giữa bán dẫn loại n và bán dẫn loại p hình thành một lớp tiếp xúc p-n. Lớp này ngăn không cho electron khuếch tán từ n sang p và lỗ trống khuếch tán từ p sang n. Vì vậy, người ta gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn .
+ Khi chiếu ánh sáng có bước sóng ngắn hơn số lượng giới hạn quang điện vào lớp sắt kẽm kim loại mỏng mảnh trên cùng thì ánh sáng sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp loại p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra những cặp electron và lỗ trống. Electron thuận tiện qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n còn lỗ trống thì bị giữ lại trong lớp p. Kết quả là điện cực sắt kẽm kim loại mỏng dính ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế sắt kẽm 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 chừng từ 0,5 V đến 0,8 V .
– Pin quang điện được ứng dụng trong : Nguồn điện ở vùng sâu, vùng xa, nguồn điện trong máy tính bỏ túi, nguồn điện ở những tàu ngoài hành tinh và những máy đo ánh sáng, …

IV. Bài tập về hiện tượng quang điện trong

* Bài 1 trang 162 SGK Vật lý 12: Chất quang dẫn là gì?

° Lời giải bài 1 trang 162 SGK Vật lý 12:

– Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không được chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi được chiếu ánh sáng thích hợp .

 * Bài 2 trang 162 SGK Vật lý 12: Hiện tượng quang điện trong là gì ? Giải thích tính quang dẫn của một chất.

° Lời giải bài 2 trang 162 SGK Vật lý 12:

– Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng làm bứt những electron link thành những electron dẫn .
– Giải thích tính quang dẫn của một chất :
+ Khi không bị chiếu sáng, những electron trong chất quang dẫn đều ở trạng thái link với ion ở nút mạng tinh thể. Không có electron tự do nên chất quang dẫn cách điện .
+ Khi chiếu sáng chất quang dẫn, mỗi photon của ánh sáng kích thích sẽ truyền hàng loạt nguồn năng lượng của nó cho một electron link. Nếu nguồn năng lượng mà electron nhận được đủ lớn thì electron đó được giải phóng khỏi link trở thành electron dẫn. Mặt khác, mỗi electron link được giải phóng để lại một lỗ trống. Lỗ trống này cũng tham gia vào quy trình dẫn điện. Kết quả là chất nói trên dẫn điện .

* Bài 3 trang 162 SGK Vật lý 12: Trình bày cấu tạo và hoạt động của một pin quang điện.

° Lời giải bài 3 trang 162 SGK Vật lý 12:

• Cấu tạo của pin quang điện:

+ Pin có một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng dính bán dẫn loại p. Trên cùng là một lớp sắt kẽm kim loại rất mỏng dính, dưới cùng là một đế sắt kẽm kim loại, những sắt kẽm kim loại này đóng vai trò là những điện cực .
+ Giữa bán dẫn loại n và bán dẫn loại p hình thành một lớp tiếp xúc p-n. Lớp này ngăn không cho electron khuếch tán từ n sang p và lỗ trống khuếch tán từ p sang n. Vì vậy, người ta gọi lớp tiếp xúc này là lớp chặn .

• Hoạt động của pin quang điện:

– Khi chiếu ánh sáng vào mặt phẳng lớp p thì trong lớp này Open rất nhiều những electrôn dẫn. Chúng ngay lập tức khuếch tán sang lớp n khiến lớp bán dẫn p trở nên nhiễm điện dương còn lớp n thừa electrôn trở nên nhiễm điện âm .
– Ở phía trên lớp p có một lớp sắt kẽm kim loại mỏng mảnh ( vừa được cho phép ánh sáng đi qua, vừa có tính năng dẫn điện ) nối với một điện cực. Điện cực này là điện cực dương .
– Ở phía dưới lớp n là một đế bằng sắt kẽm kim loại đóng vai trò của điện cực âm .
– Nối hai điện cực của pin quang điện với một mạch ngoài thì trong mạch ngoài có dòng điện một chiều chạy từ cực dương sang cực âm. Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng chừng 0,5 V đến 0,8 V.

* Bài 4 trang 162 SGK Vật lý 12: Hãy ghép nửa câu ở phần trên với nửa câu tương ứng ở phần dưới để thành một câu có nội dung đúng.

A. Pin hóa học …
B. Pin nhiệt điện …
C. Pin quang điện …
a ) … hoạt động giải trí dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạch một lớp chặn .
b ) … hoạt động giải trí dựa vào sự hình thành những hiệu điện thế hóa ở hai điện cực
c ) … Hoạt động dựa vào sự hình thành hiệu điện thế khi những electron tự do khuếch tán từ đầu nóng sang đầu lạnh của một dây sắt kẽm kim loại .

° Lời giải bài 4 trang 162 SGK Vật lý 12:

– Ta ghép như sau : A – b ) ; B – c ) ; C – a ) ;

* Bài 5 trang 162 SGK Vật lý 12: Điện trở của một 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 biến hóa được

° Lời giải bài 5 trang 162 SGK Vật lý 12:

• Chọn đáp án: D. Có giá trị thay đổi được

* Bài 6 trang 162 SGK Vật lý 12: Suất điện động của một pin quang điện có đặc điểm nào dưới đây.

A. có giá trị rất lớn .
B. có giá trị rất nhỏ .
C. có giá trị không đổi, không phụ thuộc vào điều kiện kèm theo bên ngoài .
D. chỉ Open khi pin được chiếu sáng .

° Lời giải bài 6 trang 162 SGK Vật lý 12:

• Chọn đáp án: D. chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sáng.

Hy vọng với bài viết Chất quang dẫn là gì? Hiện tượng quang điện trong Ứng dụng Quang điện trở và Pin quang điện ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt

Đăng bởi : THPT Sóc Trăng
Chuyên mục : Giáo Dục