Ngày này, hiện tượng quang điện trong hầu như đã hoàn toàn thay thế được hiện tượng quang điện ngoài trong các ứng dụng cuộc sống hàng ngày. Vậy thì Hiện tượng quang điện trong là gì ? Đó chính là nội dung mới của bài học ngày hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về các khái niệm mới : Hiện tượng quang điện trong, Quang điện trở và Pin quang điện.
Bán dẫn: 2 loại: loại p và loại n.
Chất bán dẫn: GE, Si, CdS, PbS,...
⇒ Chất quang dẫn là chất bán dẫn khi không bị chiếu sáng sẽ dẫn điện kém và dẫn điện rất tốt khi được chiếu sáng thích hợp.
b. Hiện tượng quang điện trong
Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Nó được 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 MΩ khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục Ω khi được chiếu ánh sáng thích hợp.
2.3. Pin quang điện
Pin quang điện là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
Hiệu suất của pin quang điện chỉ vào khoảng trên dưới 10%.
Cấu tạo và hoạt động:
Pin có một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p. Trên cùng là một lớp kim loại rất mỏng. Dưới cùng là một đế kim loại. Các kim loại này đóng vai trò các 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 giới hạn quang điện vào lớp kim loại mỏng 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 các cặp electron và lỗ trống. Electron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n còn lỗ trong thì bị giữ lại trong lớp p. Kết quả là điện cực kim loại mỏng ở trên sẽ nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế 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 từ 0,5V đến 0,8V.
Ứng dụng: Pin quang điện được ứng dụng trong:
Nguồn điện ở vùng sâu, vùng xa.
Nguồn điện trong máy tính bỏ túi.
Nguồn điện ở các tàu vũ trụ,...
Ứng dụng trong các máy đo ánh sáng.
Chọn câu đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn (còn gọi là hiện tượng quang điện trong) :
A. Electron trong kim loại bật ra khỏi kim loại khi được chiếu sáng thích hợp.
B. Electron trong bán dẫn bật ra khỏi bán dẫn khi được chiếu sáng thích hợp.
C. Electron ở bề mặt kim loại bật ra khỏi kim loại khi được chiếu sáng thích hợp.
D. Electron trong bán dẫn bật ra khỏi liên kết phân tử khi được chiếu sáng thích hợp.
Pin quang điện hoạt động dựa vào
A. hiện tượng quang điện ngoài
B. hiện tượng quang điện trong
C. hiện tượng tán sắc ánh sáng
D. sự phát quang của các chất
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 thay đổi được
Qua bài giảng Hiện tượng quang điện trong này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được định nghĩa về hiện tượng quang điện trong và vận dụng để giải thích được hiện tượng quang dẫn.
Trình bày được định nghĩa,cấu tạo và chuyển vận của quang điện trở và pin quang điện.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 31 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Chọn câu trả lời đúng. Quang dẫn là hiện tượng :
Chọn câu trả lời đúng :
Hiện tượng bức electron ra khỏi kim loại , khi chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng thích hợp lên kim loại được gọi là :
Chọn câu sai khi so sánh hiện tượng quang điện ngoài và hiện tượng quang điện trong :
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 31để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 5 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 162 SGK Vật lý 12
Bài tập 31.1 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.2 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.3 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.4 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.5 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.6 trang 87 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.7 trang 88 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.8 trang 88 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.9 trang 88 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.10 trang 88 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.11 trang 89 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.12 trang 89 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.13 trang 89 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.14 trang 89 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.15 trang 89 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.16 trang 90 SBT Vật lý 12
Bài tập 31.17 trang 90 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 236 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 236 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 3 trang 236 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Chọn câu trả lời đúng. Quang dẫn là hiện tượng :
Chọn câu trả lời đúng :
Hiện tượng bức electron ra khỏi kim loại , khi chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng thích hợp lên kim loại được gọi là :
Chọn câu sai khi so sánh hiện tượng quang điện ngoài và hiện tượng quang điện trong :
Hiện tượng kim loại bị nhiễm điện dương khi được chiếu sáng thích hợp là :
Chọn câu đúng. Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng :
Chọn câu đúng. Pin quang điện là nguồn điện trong đó :
Phát biểu nào sau đây là đúng ?
Điện trở của một quang điện trở có đặc điểm nào dưới đây ?
Chọn câu đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn (còn gọi là hiện tượng quang điện trong) :
Chọn phát biểu đúng về hiện tượng quang điện trong
Chất quang dẫn là gì?
Hiện tượng quang điện trong là gì? Giải thích tính quang dẫn của một chất.
Trình bày cấu tạo và hoạt động của một pin quang điện.
Hãy ghép nửa câu ở phần trên với nửa câu 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 dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn.
b) ... hoạt động dựa vào sự hình thành các hiệu điện thế điện hóa ở hai điện cực.
c) ... hoạt động dựa vào sự hình thành hiệu điện thế khi các êlectron tự do khuếch tán từ đầu nóng sàn đầu lạnh của một dây kim loại.
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 thay đổi được.
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 điều kiện bên ngoài.
D. Chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sáng.
Hãy chọn phát biểu đúng.
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng ?
A. dẫn sóng ánh sáng bằng cáp quang.
B. tăng nhiệt độ của một chất khi bị chiếu sáng.
C. giảm điện trở của một chất khi bị chiếu.
D. thay đổi màu của một chất khi bị chiếu sáng.
Hãy chọn phát biểu đúng.
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
A. bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sáng.
B. giải phóng êlectron khỏi mối liên kết trong chất bán dẫn khi bị chiếu sáng.
C. giải phóng êlectron khỏi kim loại bằng cách đốt nóng.
D. giải phóng êỉectron khỏi một chất bằng cách bắn phá ion.
Hãy chọn phát biểu đúng.
Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết
A. êlectron cổ điển.
B. sóng ánh sáng.
C. phôtôn.
D. động học phân tử.
Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc nào ?
A. Hiện tượng nhiệt điện
B. Hiện tượng quang điện
C. Hiện tượng quang điện trong.
D. Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ.
Pin quang điện hoạt động dựa vào những nguyên tắc nào ?
A. Sự tạo thành hiệu điện thế điện hoá ở hai điện cực.
B. Sự tạo thành hiệu điện thế giữa hai đầu nóng lạnh khác nhau của một dây kim loại.
C. Hiện tượng quang điện trong - xảy ra bên cạnh một lớp chặn.
D. Sư tạo thành hiệu điện thế tiếp xúc giữa hai kim loại.
Đồ thị nào ở Hình 31.1 có thể là đồ thị U = f(I) của một quang điện trở dưới chế độ rọi sáng không đổi ?
I: cường độ dòng điện chạy qua quang điện trở.
U: hiệu điện thế giữa hai đầu quang điện trở.
A. Đồ thị a.
B. Đồ thị b.
C. Đồ thị c
D. Đồ thị d.
Dụng cụ nào dưới đây không làm bằng chất bán dẫn ?
A. Điôt chỉnh lưu.
B. Cặp nhiệt điện.
C. Quang điên trở.
D. Pin quang điện.
Trong dụng cụ nào dưới đây không có các lớp tiếp xúc ?
A. Điôt chỉnh lưu.
B. Cặp nhiệt điện.
C. Quang điện trở.
D. Pin quang điện.
Các kí hiệu trong sơ đồ ở Hình 31.2 như sau : (1) Đèn ; (2) Chùm sáng ; (3) Quang điện trở ; (4) Rơle điện từ ; (5) Còi báo động.
Rơle điện từ dùng để đóng, ngắt khoá K. Nó chỉ hoạt động được khi cường độ dòng điện qua nó đủ lớn.
Chọn phương án đúng.
A. Đèn 1 tắt thì còi báo động không kêu.
B. Rơle 4 hút khoá K thì còi báo động kêu.
C. Còi báo động chỉ kêu khi có chùm sáng 2 chiếu vào quang điện trở 3.
D. Còi báo động chỉ kêu khi chùm sáng 2 bị chắn.
Trong sơ đồ ở Hình 31.3 thì : 1 là chùm sáng ; 2 là quang điện trở ; A là ampe kế; V là vôn kế.
Số chỉ của ampe kế và vôn kế sẽ thay đổi như thế nào, nếu tắt chùm ánh sáng 1?
A. Số chỉ của cả ampe kế và vôn kế đều tăng.
B. Số chỉ của cả ampe kế vẩ vôn kế đều giảm.,
C. Số chỉ của ampe kế tăng, của vôn kế giảm.
D. Số chỉ của ampe kế giảm, của vôn kế tăng.
Hình 31.4 biểu diễn dạng của đồ thị U = f(I) của các pin quang điện dưới chế độ rọi sáng nhất định.
U : hiệu điện thế giữa hai đầu pin.
I : cường độ dòng điện chạy qua pin.
Gọi e1 và r1 là suất điện động và điện trở trong của pin khi cường độ dòng điện nhỏ : e2 và r2 là suất điện động và điện trở trong của pin khi cường độ dòng điện trong mạch rất lớn.
Chọn phương án đúng.
A. e1 > e2 ; r1 > r2.
B. e1 > e2 ; r1 < r2.
C. e1 < e2 ; r1 > r2.
D. e1 < e2 ; r1 < r2.
Pin quang điện là nguồn điện trong đó
A. nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
B. hoá năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
C. quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
D. cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
A. hiện tượng quang điện trong.
B. hiện tượng tán sắc ánh sáng.
C. hiện tượng phát quang của chất rắn.
D. hiện tượng quang điện ngoài
Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 5μm. Hãy tính năng lượng kích hoạt của chất đó. Lấy h = 6,62.1034 J.s.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, áp dụng công thức độc lập với thời gian tại các thời điểm, ta có:
\(\frac{u_{1}^{2}}{U_{0}^{2}}+\frac{i_{1}^{2}}{I_{0}^{2}}=1\Rightarrow \frac{0}{U_{0}^{2}}+\frac{{{2}^{2}}}{I_{0}^{2}}=1\Rightarrow {{I}_{0}}=2(A)\)
\(\frac{u_{2}^{2}}{U_{0}^{2}}+\frac{i_{2}^{2}}{I_{0}^{2}}=1\Rightarrow \frac{{{(2\sqrt{3})}^{2}}}{U_{0}^{2}}+\frac{{{1}^{2}}}{{{2}^{2}}}=1\Rightarrow {{U}_{0}}=4(V)\)
Dung kháng của tụ điện là: \({{Z}_{C}}=\frac{{{U}_{0}}}{{{I}_{0}}}=\frac{4}{2}=2(\Omega )\)
Câu trả lời của bạn
Cảm kháng của cuộn dây và dung kháng của tụ điện là:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{Z}_{L}}=\omega L=100\pi \cdot \frac{2}{\pi }=200(\Omega ) \\ {{Z}_{C}}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{100\pi \cdot \frac{{{10}^{-4}}}{\pi }}=100(\Omega ) \\ \end{array} \right.\)
Tổng trở của đoạn mạch là:
\(Z=\sqrt{{{R}^{2}}+{{\left( {{Z}_{L}}-{{Z}_{C}} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{100}^{2}}+{{(200-100)}^{2}}}=100\sqrt{2}(\Omega )\)
Cường độ dòng điện cực đại là: \({{I}_{0}}=\frac{{{U}_{0}}}{Z}=\frac{200\sqrt{2}}{100\sqrt{2}}=2(A)\)
Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện là:
\(\tan \varphi =\frac{{{Z}_{L}}-{{Z}_{C}}}{R}=\frac{200-100}{100}=1\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{4}(\text{rad})\)
Lại có: \(\varphi ={{\varphi }_{u}}-{{\varphi }_{i}}\Rightarrow {{\varphi }_{i}}={{\varphi }_{u}}-\varphi =\frac{\pi }{4}-\frac{\pi }{4}=0(rad)\)
Vậy biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là: i = 2cos100πt (A)
Câu trả lời của bạn
Từ đồ thị ta thấy khi \({{Z}_{C}}={{Z}_{C1}}\Rightarrow {{U}_{V1\max }}={{U}_{3}}=U\to \) mạch có cộng hưởng: ZL = ZC1
Khi đó: \({{U}_{V2}}={{U}_{C}}={{U}_{2}}\Rightarrow \frac{U{{Z}_{C1}}}{R}={{U}_{2}}\)
Ta có: \({{U}_{3}}=2{{U}_{2}}\Rightarrow U=2\frac{U.{{Z}_{C1}}}{R}\Rightarrow R=2{{Z}_{C1}}=2{{Z}_{L}}\)
\(\Rightarrow {{U}_{2}}=\frac{U{{Z}_{C1}}}{R}=\frac{U.{{Z}_{L}}}{R}=\frac{U}{2}\)
Khi \({{Z}_{C}}={{Z}_{C2}}\Rightarrow {{U}_{V2\max }}={{U}_{C\max }}={{U}_{4}}\Rightarrow {{U}_{4}}=\frac{U\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}}}{R}\)
\(\Rightarrow {{U}_{4}}=\frac{U\sqrt{{{R}^{2}}+Z_{L}^{2}}}{R}=\frac{U.\sqrt{4Z_{L}^{2}+Z_{L}^{2}}}{2{{Z}_{L}}}=\frac{U\sqrt{5}}{2}\)
\(\Rightarrow \frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{4}}}=\frac{\frac{U}{2}}{\frac{U\sqrt{5}}{2}}=\frac{1}{\sqrt{5}}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có hình vẽ biểu diễn mối liên hệ giữa chiều truyền sóng và chiều dao động của phần tử môi trường:
Điểm B đang có xu hướng đi xuống → sóng truyền từ phải qua trái
Từ hình vẽ ta thấy hai điểm A, C dao động ngược pha và gần nhau nhất, khoảng cách AC là:
\(AC=\frac{\lambda }{2}=20(\text{cm})\Rightarrow \lambda =40(\text{cm})\)
Vận tốc truyền sóng là: v = λf = 40.10 = 400 (cm/s) = 4 (m/s)
Câu trả lời của bạn
Hai thời điểm lệch pha nhau là: \(\Delta \varphi =\omega \Delta t=100\pi .\frac{1}{300}=\frac{\pi }{3}(rad)\)
Ở thời điểm t, cường độ dòng điện trong mạch: I = 4 (A) = I0
Ta có vòng tròn lượng giác:
Tại thời điểm \(t+\frac{1}{300}s,\)điện áp giữa hai đầu đoạn mạch bằng 0 và đang giảm
→ trục u lệch pha \(\frac{\pi }{6}\) so với trục i \(\Rightarrow \varphi =\frac{\pi }{6}\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
\(P=UI\cos \varphi =220.2\sqrt{2}.\cos \frac{\pi }{6}=538,9(\text{W})\)
Công suất tiêu thụ của đoạn mạch X là:
\({{P}_{X}}=P-{{I}^{2}}{{R}_{1}}=538,9-{{(2\sqrt{2})}^{2}}.20\sqrt{2}=312,6(\text{W})\)
Câu trả lời của bạn
Cảm kháng của cuộn cảm được tính theo công thức \({Z_L} = \omega L = 2\pi fL\).
Cường độ dòng điện trong mạch I = U/ZL = 2,2A.
Câu trả lời của bạn
Từ biểu thức u = 141cos(100πt)V, suy ra ω = 100π (rad/s). Cảm kháng của cuộn cảm được tính theo công thức \({{Z}_{L}}=\omega L=2\pi fL\)
Câu trả lời của bạn
Từ đồ thị ta thấy hai chất điểm có biên độ bằng nhau và bằng A
Chu kì dao động của chất điểm thứ 2: \({{T}_{2}}=2{{T}_{1}}\Rightarrow {{\omega }_{2}}=\frac{{{\omega }_{1}}}{2}\)
Hai chất điểm có cùng li độ x1 = x2, ta có:
\(\frac{{{\text{W}}_{d2}}}{{{\text{W}}_{d1}}}=\frac{\frac{1}{2}m\omega _{2}^{2}\left( {{A}^{2}}-x_{2}^{2} \right)}{\frac{1}{2}m\omega _{1}^{2}\left( {{A}^{2}}-x_{1}^{2} \right)}=\frac{\omega _{2}^{2}}{\omega _{1}^{2}}=\frac{1}{4}=0,25\)
Câu trả lời của bạn
Vì tia hồng ngoại có \(\lambda = 0,76\mu m\) lớn hơn giới hạn quang điện kẽm là \(0,35\mu m\) nên không có hiện tượng quang điện xảy ra và điện tích âm của tấm kẽm không đổi.
Câu trả lời của bạn
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện cho kim loại đó.
Câu trả lời của bạn
Để gây ra được hiệu ứng quang điện, bức xạ rọi vào kim loại phải có bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện.
Câu trả lời của bạn
Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng.
Câu trả lời của bạn
Áp dụng công thức :
\({{mv_{0\max }^2} \over 2} = e\left| {{U_h}} \right| \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {{{2e\left| {{U_h}} \right|} \over m}} \)
Thay số :
\({v_{0\max }} = \sqrt {{{2.1,{{6.10}^{ - 19}}.1,8} \over {9,{{1.10}^{ - 31}}}}} = 0,{795.10^6}(m/s)\).
Câu trả lời của bạn
Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đỏ (\(\lambda = 0,75\mu m\) )
\(\varepsilon = {{hc} \over \lambda } = {{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}} \over {0,{{75.10}^{ - 6}}}} = 2,{65.10^{ - 19}}(J)\)
Câu trả lời của bạn
Hiện tượng quang điện trong là sự giải phóng các electron liên kết để trở thành các electron dẫn nhờ tác dụng của một bức xạ điện từ thích hợp.
Câu trả lời của bạn
Pin quang điện là một nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
Câu trả lời của bạn
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm điện trở của một chất khi bị chiếu sáng.
Câu trả lời của bạn
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng giải phóng êlectron khỏi mối liên kết trong chất bán dẫn khi bị chiếu sáng.
Câu trả lời của bạn
Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết photon
Câu trả lời của bạn
Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc hiện tượng quang điện trong
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *