Trong hiện tượng quang dẫn, năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành electron tự do là A thì bước sóng dài nhất của ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng qua[r]
(1) TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM GIÁO VIÊN: ÔN TRẦN NGỌC VINH
1
Bài 31: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
I- CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG 1/ Chất quang dẫn
Các chất bán dẫn Ge, Si, PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, CdTe,… chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp Các chất gọi chất quang dẫn
2/ Hiện tượng quang điện
▪ Khi không bị chiếu sáng, êlectron chất quang dẫn trạng thái liên kết với nút mạng tinh thể Hầu êlectron tự Khi chất nói chất dẫn điện
▪ Khi bị chiếu sáng, phơtơn ánh sáng kích thích truyền tồn lượng cho êlectron liên kết Nếu lượng mà êlectron nhận đủ lớn êlectron giải phóng khỏi mối liên kết để trở thành êlectron dẫn tham gia vào trình dẫn điện Khi êlectron liên kết giải phóng để lại lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện Kết khối chất nói trở thành chất dẫn điện tốt
Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi là tượng quang điện
II- ỨNG DỤNG
1/ Quang điện trở
Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó cấu tạo gồm sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện
Điện trở quang điện trở thay đổi từ vài mêgm không chiếu sáng xuống đến vài chục ôm chiếu sáng thích hợp
2/ Pin quang điện
▪ Pin quang điện (pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện ▪ Hiệu suất pin quang điện vào khoảng 10% ▪ Nguyên tắc hoạt động pin quang điện dựa tượng
quang điện Suất điện động pin quang điện nằm khoảng từ 0,5 V đến 0,8 V
▪ Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ sinh nhân tạo, máy tính bỏ túi… Ngày nay, chế tạo thử thành công ô tô máy bay chạy pin quang điện
(2) TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM GIÁO VIÊN: ÔN TRẦN NGỌC VINH
2
CÂU HỎI RÈN LUYỆN Câu Giới hạn quang dẫn
A cường độ lớn mà quang điện trở chịu
B bước sóng lớn gây tượng quang điện C tần số lớn gây tượng quang điện D giá trị điện trở lớn quang điện trở
Câu Giới hạn quang điện bán dẫn thường nằm vùng
A tử ngoại B khả khiến C tia X D hồng ngoại Câu (CĐ – 2012) Ánh sáng nhìn thấy gây tượng quang điện với
A kim loại đồng B kim loại kẽm C kim loại xesi D kim loại bạc Câu Trong tượng quang dẫn, lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết thành electron tự A bước sóng dài ánh sáng kích thích gây tượng quang dẫn
A hc
A B
hA
c C
A
hc D A
Câu (Đề thi tham khảo – THPT QG – 2017) Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện 1,88 μm Lấy c = 3.108 m/s Hiện tượng quang điện xảy chiếu vào chất ánh sáng có
tần số nhỏ
A 1,452.1014 Hz B 1,596.1014 Hz C 1,875.1014 Hz D 1,956.1014 Hz
Câu (THPT QG – 2017) Cho biết giới hạn quang dẫn chất bán dẫn 1,88 μm Lấy h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108 m/s eV = 1,6.10–19 J Năng lượng cần thiết để giải phóng
êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) chất
A 0,66.10–3 eV B 1,056.10–25 eV C 0,66 eV D 2,2.10eV
Câu Giới hạn quang điện CdS 0,90 μm Bước sóng dài ánh sáng kích thích gây tượng quang điện
A 1,11 μm B 0,75 μm C 0,90 μm D 0,45 μm
Câu Cadimi sunfua (CdS) chất bán dẫn có giới hạn quang điện 0,90 μm Năng lượng kích hoạt electron dẫn
A 13,81 eV B 1,38 eV C 13,80 eV D 1,80 eV
Câu Một nguồn phát xạ hồng ngoại có bước sóng λ, 0,80 μm λ 1,25 μm Rọi xạ vào bán dẫn Si có giới hạn quang điện 1,11 μm Tốc độ ban đầu cực đại electron dẫn
A 1,93.105 m/s B 3,91.105 m/s C 1,39.105 m/s D 3,19.105 m/s
Câu 10 Cho biết giới hạn quang dẫn CdS 0,9 μm Khi chiếu xạ có tần số f1 = 1,5.108 MHz, f2 = 5.108 MHz, f3 = 3.108 MHz vào khối bán dẫn CdS tượng quang dẫn
xảy
A xạ có tần số f2 B xạ có tần số f3
C xạ có tần số f1 D xạ có tần số f2 xạ có tần số f3
Câu 11 Dùng laser hẹp có cơng suất mW, phát ánh sáng có bước sóng 700 nm chiếu vào bán dẫn tượng quang điện xảy Biết photon tới bán dẫn có photon bị electron hấp thụ hoàn toàn tạo thành electron dẫn khối bán dẫn Trong khoảng thời gian s, số hạt tải điện tạo thành khối bán dẫn
A 2,8200.1015 hạt B 1,1270.1016 hạt
(3) TRƯỜNG THPT PHÚ LÂM GIÁO VIÊN: ÔN TRẦN NGỌC VINH
3
Câu 12 Chọn câu trả lời không Khi bán dẫn chiếu chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp
A số electron liên kết bán dẫn bứt khỏi nguyên tử bán dẫn bay khối bán dẫn
B electron dẫn chuyển động tự bên khối bán dẫn C lỗ trống tạo tham gia vào trình dẫn điện D số lượng lỗ trống tạo số lượng electron dẫn Câu 13 (TN – 2008) Pin quang điện nguồn điện
A quang biến đổi thành điện B biến đổi thành điện C nhiệt biến đổi thành điện D hóa biến đổi thành điện
Câu 14 (ĐH – 2009) Pin quang điện nguồn điện, A hóa biến đổi trực tiếp thành điện B quang biến đổi trực tiếp thành điện C nhiệt biến đổi trực tiếp thành điện D biến đổi trực tiếp thành điện
Câu 15 (TN – 2009) Pin quang điện nguồn điện hoạt động dựa tượng A quang điện B quang – phát quang
C tán sắc ánh sáng D huỳnh quang
Câu 16 (TN – GDTX – 2010) Quang điện trở hoạt động dựa vào tượng A quang điện B quang – phát quang
C phát xạ cảm ứng D nhiệt điện
Câu 17 (TN – 2009) Quang điện trở chế tạo từ
A kim loại có đặc điểm điện trở suất giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào B kim loại có đặc điểm điện trở suất tăng có ánh sáng thích hợp chiếu vào C chất bán dẫn có đặc điểm dẫn điện không bị chiếu sáng trở nên dẫn điện
tốt chiếu sáng thích hợp
D chất bán dẫn có đặc điểm dẫn điện tốt không bị chiếu sáng trở nên dẫn điện chiếu sáng thích hợp
Câu 18 (THPT QG – 2015) Quang điện trở có nguyên tắc hoạt động dựa tượng A quang điện B quang – phát quang
C quang điện D nhiệt điện
Câu 19 (ĐH, CĐ – 2007) Phát biểu sai ?
A Nguyên tắc hoạt động tất tế bào quang điện dựa tượng quang dẫn B Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào
C Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy D Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện
Câu 20 (CĐ – 2011) Khi nói quang điện, phát biểu sau sai ?
A Pin quang điện hoạt động dựa tượng quang điện ngồi nhận lượng ánh sáng từ bên
B Điện trở quang điện trở giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào
C Chất quang dẫn chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp