Hiện tượng quang điện trong - Bài 31

[Bùi Khánh Thu]

Ngày nay, hiện tượng quang điện trong hầu như đã hoàn toàn thay thế hiện tượng quang điện ngoài mà ta học ở bài trên trong những ứng dụng thực tế. Vậy hiện tượng quang điện trong là gì? Cùng tìm hiểu qua bài 31: Hiện tượng quang điện trong

Bài 31: Hiện tượng quang điện trong​

Bài 1 (trang 162 SGK Vật Lý 12): Chất quang dẫn là gì?

Lời giải:
- Chất quang dẫn: là chất dẫn điện kém khi không được chiếu sáng và trở thành 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:
Hiện tượng quang điện trong : là hiện tượng ánh sáng làm bứt các electron liên kết thành các electron dẫn.
Giải thích tính quang dẫn của một chất :
- Khi không bị chiếu sáng, các electron trong chất quang dẫn đều ở trạng thái liên kết 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 toàn bộ năng lượng của nó cho một electron liên kết. Nếu năng lượng mà electron nhận được đủ lớn thì electron đó được giải phóng khỏi liên kết trở thành electron dẫn. Mặt khác, mỗi electron liên kết được giải phóng để lại một lỗ trống. Lỗ trống này cũng tham gia vào quá 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:
• Cấu tạo:

+ Pin có một tấm bán dẫn kim 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 trơ.

• Hoạt động:
+ Dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn.
+ Ánh sáng có bước sóng thích hợp rọi vào điện cực dương + (trong suốt) vào lớp bán dẫn loai p sẽ gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng ra các cặp êlectron và lỗ trống. Êlectron dễ dàng đi qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n. Còn lỗ trống thì bị giữ lại trong lớp p.
+ Điện trường lớp tiếp xúc p - n đẩy lỗ trống về lớp p và đẩy e về lớp n.

→ Lớp kim loại mỏng nhiễm điện dương. Phần đế tiếp xúc với lớp n nhiễm điện âm trở thành cực âm. Nếu nối hai điện cực bằng một dây dẫn thông qua một ampe kế thì sẽ thấy có dòng quang điện chạy từ cực dương sang cực âm. Suất điện động của pin quang điện nàm trong khoảng 0,5V đến 0,8V.

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 dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạch một lớp chặn.
b) --- hoạt động dựa vào sự hình thành các hiệu điện thế hóa ở hai điện cực
c) …. Hoạt động dựa vào sự hình thành hiệu điện thế khi các electron tự do khuếch tán từ đầu nóng sang đầu lạnh của một dây kim loại.

Lời giải:
A. Pin hóa học hoạt động dựa vào sự hình thành các hiệu điện thế hóa ở hai điện cực
B. Pin nhiệt điện hoạt động dựa vào sự hình thành hiệu điện thế khi các electron tự do khuếch tán từ đầu nóng sang đầu lạnh của một dây kim loại.
C. Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạch một lớp chặn.

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 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 điều kiện bên ngoài.
D. chỉ xuất hiện khi pin được chiếu sáng.

Tổng kết: Các bạn vừa tham khảo khái niệm về chất quang dẫn, hiện tượng quang điện trong và một số câu hỏi liên quan đến bài 31: hiện tượng quang điện trong