Bài tập trắc nghiệm chương lượng tử ánh sáng (8)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Hin tng quang đin trong, s phát quang. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - I. HIN TNG QUANG IN TRONG 1) Cht quang dn Là cht bán dn có tính cht cách đin khi không b chiu sáng và tr thành dn đin khi b chiu sáng. 2. Hin tng quang đin trong a) Khái nim Hin tng ánh sáng gii phóng các êlectron liên kt đ chúng tr thành các êlectron dn đng thi gii phóng các l trng t do gi là hin tng quang đin trong. b) c đim   gây đc hin tng quang đin trong thì ánh sáng kích thích phi có bc sóng nh hn hoc bng mt giá tr  o gi là gii hn quang đin trong.  Nng lng cn thit đ gii phóng electron khi liên kt trong cht bán dn thng nh hn công thoát A ca electron t mt kim loi nên gii hn quang đin ca các cht bán dn nm trong vùng ánh sáng hng ngoi c) ng dng ng dng trong quang đin tr và pin quang đin. 3) Hin tng quang dn a) Khái nim Hin tng quang dn là hin tng gim mnh đin tr sut ca cht bán dn, tc làm tng đ dn đin khi chiu ánh sáng thích hp vào cht bán dn. b) Gii thích hin tng:  Mi electron liên kt khi hp th mt phôtôn s tr thành mt e dn và đ li mt l trng mang đin dng.  Các electron và nhng l trng này có th di chuyn t do t nguyên t này sang nguyên t khác tham gia vào quá trình dn đin. 4) Quang đin tr a) Khái nim Quang đin tr là mt đin tr làm bng cht quang dn và có giá tr đin tr gim mnh khi chiu sáng. b) Cu to Quang đin tr gm mt lp bán dn mng đc ph lên mt tm nha cách đin có hai đin cc : 1 – Lp bán dn 2 –  cách đin 3 – Các đin cc 4 – Dây dn 5 – in k 6 – Ngun đin c) Hot đng  Ni mt ngun đin khong vài vôn vào quang tr HIN TNG QUANG IN TRONG, S PHÁT QUANG (TÀI LIU BÀI GING) GIÁO VIÊN: NG VIT HÙNG ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Hin tng quang đin trong, s phát quang “ thuc khóa hc LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Hin tng quang đin trong, s phát quang”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này. Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Hin tng quang đin trong, s phát quang. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 -  Khi cha chiu sáng không có dòng đin trong mch.  Khi chiu ánh sáng thích hp, trong mch có dòng đin. d) ng dng Thay th cho các t bào quang đin trong các thit b điu khin t xa. 5) Pin quang đin a) Khái nim Là mt loi ngun đin trong đó quang nng bin đi trc tip thành đin nng. b) Cu to  Gm mt đin cc bng đng bên trên ph lp Cu 2 O.  Trên lp Cu 2 O ta phun mt lp vàng mng làm đin cc th hai.  Ch tip xúc gia Cu 2 O và Cu hình thành mt lp đc bit ch cho các e di chuyn t sang Cu. c) Hot đng  Khi pin quang đin đc chiu bng ánh sáng thích hp,  lp Cu 2 O các e liên kt đc gii phóng khuch tán sang Cu.  Kt qu lp Cu 2 O thiu e tích đin dng, lp Cu tha e tích đin âm. Gia chúng hình thành mt sut đin đng.  Nu ni vào mch ngoài thông qua mt đin k ta thy có dòng đin chy t Cu 2 O sang Cud d) ng dng  Dùng làm ngun đin trong máy tính, v tinh nhân to  Là mt loi ngun đin sch. II. S PHÁT QUANG 1) S phát quang  Có mt s cht khi hp th nng lng di mt dng nào đó, thì chúng có kh nng phát ra các bc x đin t trong min ánh sáng nhìn thy. Các hin tng đó đc gi là s phát quang.  S phát quang có khác bit vi các hin tng phát ánh sáng khác, hai đc đim quan trng : – Mt là, mi cht phát quang có mt quang ph đc trng cho nó. – Hai là, sau khi ngng kích thích, s phát quang ca mt s cht còn tip tc kéo dài thêm mt khong thi gian nào đó, ri mi ngng hn. 2) Các dng quang phát quang S phát quang ca mt s cht khi có ánh sáng thích hp (ánh sáng kích thích) chiu vào nó, gi là hin tng quang phát quang. Ngi ta thy có hai loi quang phát quang:  S hunh quang: là s phát quang có thi gian phát quang ngn (di 10 –8 (s)). Nó thng xy ra vi cht lng và cht khí.  S lân quang: là s phát quang có thi gian phát quang dài (10 –6 (s) tr lên), nó thng xy ra vi cht rn.  c đim ni bt ca các s qunag phát quang là bc sóng ’ ca ánh sáng phát quang bao gi cng ln hn bc sóng  ca ánh sáng mà cht phát quang hp th :  > , (nh lut Stocke) 3) ng dng Các hin tng phát quang có nhiu ng dng trong khoa hc, k thut và đi sng nh s dng trong các đèn ng thp sáng, trong các màn hình chiu sáng Ví d 1: (Trích đ thi H 2011) Mt cht phát quang đc kích thích bng ánh sáng có bc sóng 0,26 m thì phát ra ánh sáng có bc sóng 0,52 m. Gi s công sut ca chùm sáng phát quang bng 20% công sut ca chùm sáng kích thích. T s gia s phôtôn ánh sáng phát quang và s phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng mt khong thi gian là Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Hin tng quang đin trong, s phát quang. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - A. 4 . 5 B. 1 . 10 C. 1 . 5 D. 2 . 5 Ví d 2: (Trích đ thi H 2010) Mt cht có kh nng phát ra ánh sáng phát quang vi tn s f = 6.10 14 Hz. Khi dùng ánh sáng có bc sóng nào di đây đ kích thích thì cht này không th phát quang? A. 0,55 m. B. 0,45 m. C. 0,38 m. D. 0,40 m. Ví d 3: Dung dch Fluorexein hp th ánh sáng có bc sóng 0,45 m và phát ra ánh sáng có bc sóng 0,55 m. Ngi ta gi hiu sut ca s phát quang là t s gia nng lng ánh sáng phát quang và nng lng ánh sáng hp th. Bit hiu sut cu s phát quang ca dung dch này là 80%. Tính t s (tính ra phn trm) ca phôtôn phát quang và s phôtôn chiu đn dung dch? Ví d 4: Chiu bc x có bc sóng 0,5 m và mt cht phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bc sóng 0,6 m. Bit công sut ca chùm sáng phát quang bng 0,06 công sut ca chùm sáng kích thích. Nu có 2012 phôtôn kích thích chiu vào cht đó thì s phôtôn phát quang đc to ra là bao nhiêu? Ví d 5: Cht lng fluorexein hp th ánh sáng kích thích có bc sóng  = 0,54 m và phát ra ánh có bc sóng ’ = 0,6 m. Bit hiu sut ca s phát quang này là 90% (hiu sut ca s phát quang là t s gia nng lng ca ánh sáng phát quang và nng lng ca ánh sáng kích thích trong mt đn v thi gian), s phôtôn ca ánh sáng kích thích chiu đn trong 1 s là 5.10 12 ht. S phôtôn ca chùm sáng phát quang phát ra trong 1 s là bao nhiêu? III. S HP TH VÀ LC LA ÁNH SÁNG (c thêm) 1) Hin tng hp th ánh sáng Khi mt chùm ánh sáng đi qua mt môi trng vt cht bt kì, thì cng đ sáng b gim. Mt phn nng lng ca chùm sáng đã b tiêu hao và bin thành nng lng khác. ó là hin tng hp th ánh sáng. Cng đ I ca chùm sáng đn sc truyn qua môi trng hp th gim theo đ dài d ca đng đi theo đnh lut hàm s m d o I I e   Vi I o là cng đ ca chùm sáng ti môi trng,  đc gi là h s hp th ca môi trng. Biu thc trên là ni dung ca đnh lut v s hp th ánh sáng. 2) S hp th lc la. Kính màu a) S hp th ánh sáng lc la, (có chn lc) Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng) Hin tng quang đin trong, s phát quang. Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 -  Khi ánh sáng trng đi qua nhng cht khác nhau, quang ph ca nó mt đi nhng bc sóng khác nhau. iu đó chng t, ánh sáng có bc sóng khác nhau b môi trng hp th nhiu ít khác nhau. Ngi ta gi hin tng này là s hp th lc la . H s hp th  ca môi trng ph thuc vào bc sóng ánh sáng.  Nhng cht hu nh không hp th ánh sáng trong min nào ca quang ph thì đc gi là gn trong sut trong min đó.  Nhng vt không hp th ánh sáng trong min nhìn thy ca quang ph đc gi là vt trong sut không màu. Nhng vt hp th hoàn toàn mi ánh sáng nhìn thy thì s có màu đen.  Nhng vt hp th lc la ánh sáng trong min nhìn thy thì đc gi là vt trong sut có màu. b) Kính màu Kính lc sc đ ít hp th ánh sáng màu đ, nhng hp th rt mnh ánh sáng màu xanh, màu tím và hu ht các bc x còn li ca ánh sáng trng. Nu chiu ánh sáng trng vào kính lc sc “đ”, thì nó ch cho các tia đ truyn qua, các bc x còn li b nó hp th gn nh hoàn toàn (Hình 1). Kt qu là ta nhìn thy kính lc sc có màu đ. Nu chiu vào tm kính đ ánh sáng màu tím chng hn, ánh sáng này s b tm kính đ hp th gn nh hoàn toàn, và lúc này ta nhìn thy tm kính có màu “đen”. Hình 1. Chùm ánh sáng trng đi qua tm kính đ. 3) S phn x lc la  Khi chiu mt chùm ánh sáng trng vào mt vt nào đó. Chùm sáng phn x t vt b khuyt mt s phôtôn có nng lng xác đnh. iu đó chng t ánh sáng có bc sóng khác nhau đc phn x nhiu ít khác nhau t vt. ó là phn x lc la. Ph ca ánh sáng phn x ph thuc ph ca ánh sáng ti và tính cht quang hc ca b mt phn x.  Ph ca ánh sáng tán x ph thuc ph ca ánh sáng ti và tính cht quang hc ca b mt tán x. 4) Màu sc các vt  Khi vt phn x tt c ánh sáng có bc sóng khác nhau chiu vào nó, thì theo hng phn x ta s nhìn thy vt có màu trng, vt hp th tt c các ánh sáng có bc sóng khác nhau chiu ti, thì theo hng phn x ta nhìn thy nó có màu đen, vt hp th đa s bc x chính trong quang ph ca ánh sáng trng, nó s có màu xám.  Các vt th có màu sc là do vt đc cu to t nhng vt liu xác đnh và vt hp th mt s bc sóng ánh sáng và phn x, tán x nhng bc sóng khác. Giáo viên: ng Vit Hùng Ngun : Hocmai.vn . hp th ánh sáng có bc sóng 0,45 m và phát ra ánh sáng có bc sóng 0,55 m. Ngi ta gi hiu sut ca s phát quang là t s gia nng lng ánh sáng phát quang và nng lng ánh sáng hp. VÀ LC LA ÁNH SÁNG (c thêm) 1) Hin tng hp th ánh sáng Khi mt chùm ánh sáng đi qua mt môi trng vt cht bt kì, thì cng đ sáng b gim. Mt phn nng lng ca chùm sáng đã b. phn x lc la. Ph ca ánh sáng phn x ph thuc ph ca ánh sáng ti và tính cht quang hc ca b mt phn x.  Ph ca ánh sáng tán x ph thuc ph ca ánh sáng ti và tính cht quang