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
(TÀI LI U BÀI GI NG)
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
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 Cu2O
Trên l p Cu2O ta phun m t l p vàng m ng làm đi n c c th hai
Ch ti p xúc gi a Cu2O 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 Cu2O các e liên k t đ c gi i phóng khu ch tán sang
Cu
K t qu l p Cu2O 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 Cu2O 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
Trang 3A 4.
1
1
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 = 6.1014Hz 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 5.1012 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
o
II e
V i Iolà 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)
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
