Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết ñể chúng trở thành các êlectron dẫn ñồng thời giải phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang ñiện trong.. ðể gây ñược hiện tượ
Trang 1I HIỆN TƯỢNG QUANG ðIỆN TRONG
1 Chất quang dẫn
Là chất bán dẫn có tính chất cách ñiện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn ñiện khi bị chiếu sáng
2 Hiện tượng quang ñiện trong
a) Khái niệm
Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết ñể chúng trở thành các êlectron dẫn ñồng thời giải phóng các
lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang ñiện trong
b) ðặc ñiểm
ðể gây ñược hiện tượng quang ñiện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị λ0 gọi là giới hạn quang ñiện trong
Năng lượng cần thiết ñể giải phóng electron khỏi liên kết trong chất bán dẫn thường nhỏ hơn công thoát A của electron từ mặt kim loại nên giới hạn quang ñiện của các chất bán dẫn nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại
c) Ứng dụng
Ứng dụng trong quang ñiện trở và pin quang ñiện
3 Hiện tượng quang dẫn
a) Khái niệm
Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh ñiện trở suất của chất bán dẫn, tức làm tăng ñộ dẫn ñiện khi chiếu ánh sáng thích hợp vào chất bán dẫn
b) Giải thích hiện tượng:
Mỗi electron liên kết khi hấp thụ một phôtôn sẽ trở thành một e dẫn và ñể lại một lỗ trống mang ñiện dương
Các electron và những lỗ trống này có thể di chuyển tự do từ nguyên tử này sang nguyên tử khác tham gia vào quá trình dẫn ñiện
4 Quang ñiện trở
Quang ñiện trở là một ñiện trở làm bằng chất quang dẫn và có giá trị ñiện trở giảm mạnh khi chiếu sáng
5 Pin quang ñiện
Là một loại nguồn ñiện trong ñó quang năng biến ñổi trực tiếp thành ñiện năng
II HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG
1) Sự phát quang
Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào ñó, thì chúng có khả năng phát ra các bức xạ ñiện từ
trong miền ánh sáng nhìn thấy Các hiện tượng ñó ñược gọi là sự phát quang
Sự phát quang có khác biệt với các hiện tượng phát ánh sáng khác, hai ñặc ñiểm quan trọng :
– Một là, mỗi chất phát quang có một quang phổ ñặc trưng cho nó
– Hai là, sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn tiếp tục kéo dài thêm một khoảng thời gian nào ñó, rồi mới ngừng hẳn
2) Các dạng quang phát quang
HIỆN TƯỢNG QUANG ðIỆN TRONG
SỰ PHÁT QUANG
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Giáo viên: ðẶNG VIỆT HÙNG
Trang 2Huỳnh quang: Là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10–8
(s)) Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí
Lân quang: Là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10–6 (s) trở lên), nó thường xảy ra với chất rắn
ðặc ñiểm nổi bật của các sự quang phát quang là bước sóng λ’ của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn
bước sóng λ của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ : λ′ > λ (ðịnh luật Stocke)
3) Ứng dụng
Các hiện tượng phát quang có nhiều ứng dụng trong khoa học, kỹ thuật và ñời sống như sử dụng trong các ñèn ống
thắp sáng, trong các màn hình chiếu sáng
Ví dụ 1: (Trích ñề thi ðH 2011) Một chất phát quang ñược kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 µm thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là A 4 5 B 1 10 C 1 5 D 2 5
Ví dụ 2: (Trích ñề thi ðH 2010) Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới ñây ñể kích thích thì chất này không thể phát quang? A 0,55 µm B 0,45 µm C 0,38 µm D 0,40 µm Ví dụ 3: Dung dịch Fluorexein hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,45 µm và phát ra ánh sáng có bước sóng 0,55 µm. Người ta gọi hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng ánh sáng hấp thụ Biết hiệu suất cuả sự phát quang của dung dịch này là 80% Tính tỉ số (tính ra phần trăm) của phôtôn phát quang và số phôtôn chiếu ñến dung dịch?
Ví dụ 4: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,5 µm và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,6 µm. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 0,06 công suất của chùm sáng kích thích Nếu có 2012 phôtôn kích thích chiếu vào chất ñó thì số phôtôn phát quang ñược tạo ra là bao nhiêu?
Ví dụ 5: Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,54 µm và phát ra ánh có bước sóng λ’ = 0,6 µm Biết hiệu suất của sự phát quang này là 90% (hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng của ánh sáng phát quang và năng lượng của ánh sáng kích thích trong một ñơn vị thời gian), số phôtôn của ánh sáng kích thích chiếu ñến trong 1 s là 5.1012 hạt Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 1 s là bao nhiêu?
III SƠ LƯỢC LAZE
1 ðịnh nghĩa
Trang 3Là máy khuyếch ñại ánh sáng bằng sự phát xạ cảm ứng
2 ðặc ñiểm
Chùm tia laze có 4 ñặc ñiểm quan trọng:
Tính ñơn sắc cao, (do ñộ sai lệch tỉ ñối về tần số của chùm tia laze là rất nhỏ
Tia laze là chùm sáng kết hợp, (do các photon trong chùm tia có cùng tần số và cùng pha).
Tính ñịnh hướng cao, (do tia laze là chùm sáng song song)
Cường ñộ lớn
3 Ứng dụng
Trong y học: làm dao mổ trong phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu…
Trong thông tin liên lạc: dùng trong liên lạc vô tuyến ñịnh vị, liên lạc vệ tinh
Trong công nghiệp:dùng khoan cắt, tôi…với ñộ chính xác cao
Trong trắc ñịa: dùng ño khoảng cách, ngắm ñường thẳng…
Giáo viên : ðặng Việt Hùng