Quang điện trong - Ứng dụng
Lý thuyết về Quang điện trong - Ứng dụng
1. Hiện tượng quang điện trong
- Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong.
- Hiện tượng quang điện trong chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng giới hạn ${\lambda _0}$, gọi là giới hạn quang điện của chất bán dẫn: $\lambda \le {\lambda _0}$
- Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng để phát hiện tia hồng ngoại, hoặc dùng trong các rơle điều khiển bằng tia hồng ngoại như thiết bị báo cháy, bộ điều khiển từ xa ở máy thu hình.
2. Quang điện trở
- Quang điện trở (quang trở) là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. Nó có 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 mêgaôm khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi được chiếu ánh sáng thích hợp.
3. Pin quang điện
- Pin quang điện ( hay pin Mặt Trời) 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%.
- Các pin quang điện thường được làm bằng Si, Se, Ge, Te, CdS, GaAs...
- Nguyên tắc hoạt động của pin quang điện dựa vào hiện tượng quang điện trong và lớp chuyển tiếp p-n.
- Ứng dụng: Pin quang điện đã được dùng làm nguồn điện cho các trạm nghiên cứu và cho sinh hoạt ở những nơi khó khăn cho việc dẫn điện lưới đến như: núi cao, hải đảo, các phương tiện lưu động, vệ tinh nhân tạo, trạm vũ trụ... Để tránh gây ô nhiễm môi trường, người ta đã nghiên cứu thay thế các động cơ chạy xăng ở ôtô, máy bay... bằng các động cơ chạy bằng pin quang điện.
Bài tập tự luyện có đáp án
Câu 1: Hiện tượng các electron................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
- A
- B
- C
- D
Khi bán dẫn được chiếu bằng chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp, thì một số electron liên kết trong bán dẫn có thể bứt ra hay phá vỡ liên kết khỏi các nguyên tử bán dẫn và chuyển động tự do trong khối bán dẫn đó, đồng thời, có một lượng như vậy các lỗ trống được tạo ra. Hiện tượng đó là hiện tượng quang điện trong.
Câu 2: Hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng
- A
- B
- C
- D
Hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng quang điện trong.
Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng.
- A
- B
- C
- D
Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là electron tự do.
Câu 4: Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
- A
- B
- C
- D
Pin quang năng là nguồn điện có được do ánh sáng thích hợp chiếu vào, biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng không trực tiếp liên quan đến các dạng năng lượng khác như hóa năng, cơ năng, nhiệt năng.
Câu 5: Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
- A
- B
- C
- D
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở nhờ chiếu ánh sáng thích hợp, nhằm làm bật các electron ra khỏi liên kết với các nguyên tử bán dẫn, tăng độ dẫn điện, giảm điện trở suất. Đó là hiện tượng quang điện trong.
Câu 6: Chọn câu đúng. Hạt tải điện trong vật liệu quang dẫn là:
- A
- B
- C
- D
Hạt tải điện trong chất quang dẫn là electron dẫn.
Câu 7: Dụng cụ nào sau đây hoạt động dựa trên việc ứng dụng hiện tượng quang điện trong và lớp tiếp xúc p-n?
- A
- B
- C
- D
Pin quang điện hoạt động dựa trên việc ứng dụng hiện tượng quang điện trong và lớp tiếp xúc p-n.
Câu 8: Phát biểu nào là sai?
- A
- B
- C
- D
Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào quang trở, electron phá vỡ liên kết với nguyên tử bán dẫn thành electron chuyển động tự do trong khối bán dẫn nên điện trở giảm, hiện tượng này biến quang năng trực tiếp thành điện năng .
Nguyên tắc hoạt động của tế bào quang điện dựa trên hiện tượng quang điện ngoài.
Do một số kim loại kiềm có giới hạn quang điện nằm trong vùng nhìn thấy nên một số tế bào quang điện có thể được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy.
Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng?
- A
- B
- C
- D
Hiện tượng electron bứt ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu ánh sáng thích hợp là hiện tượng quang điện ngoài.
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành electron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bức xạ thích hợp.
Hiện tượng quang điện trong nhằm giảm điện trở, tăng sự dẫn điện trái với ý kiến tăng điện trở, lưu ý :quang điện trong chỉ ở chất bán dẫn, không ở trong kim loại.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới