Lý thuyết Hiện tượng quang điện trong (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 12

Câu 1: Dụng cụ nào dưới đây hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong?

A. Đèn LED.

B. Pin nhiệt điện.

C. Tế bào quang điện.

D. Quang trở.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Quang trở là dụng cụ hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong. Điện trở của nó có thể thay đổi từ vài mêgaôm (10⁶Ω) khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi được chiếu sáng.

Câu 2: Chọn phát biểu đúng về hiện tượng quang điện trong?

A. Có thể xảy ra đối với cả kim loại.

B. Ánh sáng kích thích phải là ánh sáng tử ngoại.

C. Có bước sóng giới hạn nhỏ hơn bước sóng giới hạn của hiện tượng quang điện ngoài.

D. Có thể xảy ra khi được chiếu bằng bức xạ hồng ngoại.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

A – sai vì hiện tượng quang điện trong xảy ra với chất bán dẫn.

B – sai vì chỉ cần ánh sáng thích hợp thỏa mãn điều kiện $\lambda \le {\lambda }_o$ thì sẽ xảy ra hiện tượng quang điện trong.

C – sai vì mỗi chất có giới hạn quang điện khác nhau.

D – đúng vì hiện tượng quang điện trong có thể xảy ra khi được chiếu bằng bức xạ hồng ngoại.

Câu 3: Điều nào sau đây là đúng khi nói về pin quang điện?

A. Pin quang điện là một nguồn điện trong đó quang năng biến đổi hoàn toàn thành điện năng.

B. Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

C. Pin quang điện là một nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng.

D. A, B và C đều đúng

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

A – sai vì quang năng một phần biến đổi thành nhiệt năng, hiệu suất của pin quang điện chỉ khoảng 10%.

B – sai vì pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong.

C – đúng vì pin quang điện là một nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng.

D – sai.

Câu 4: Hiện tượng không thể hiện tính chất hạt của ánh sáng là hiện tượng

A. quang điện trong.

B. tạo thành quang phổ vạch của nguyên từ Hyđrô.

C. quang điện ngoài.

D. nhiễu xạ ánh sáng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Hiện tượng không thể hiện tính chất hạt của ánh sáng là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.

Câu 5: Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết

A. êlectron cổ điển.

B. sóng ánh sáng.

C. phôtôn.

D. động học phân tử.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết phôtôn (lượng tử ánh sáng).

Câu 6: Khi chiếu bức xạ điện từ thích hợp vào chất bán dẫn thì giải phóng ra các electron dẫn và để lại các lỗ trống. Chọn phát biểu đúng.

A. Cả các lỗ trống và các electron đóng vai trò là các hạt tải điện.

B. Chỉ các electron đóng vai trò là các hạt tải điện.

C. Cả các lỗ trống và các electron đều không phải là các hạt tải điện.

D. Chỉ các lỗ trống đóng vai trò là các hạt tải điện.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

– Mỗi electron liên kết khi hấp thụ một photon sẽ trở thành một e dẫn và một lỗ trống mang điện 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 điện.

Câu 7: 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 êlectron khỏi một chất bằng cách bắn phá ion.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng giải phóng êlectron khỏi mối liên kết trong chất bán dẫn khi bị chiếu sáng.

Câu 8: 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm điện trở của một chất khi bị chiếu.

Câu 9: Giới hạn quang dẫn của chất CdS là 0,9 μm. Năng lượng tối thiểu của photon ánh sáng có thể gây ra hiện tượng quang dẫn CdS là

A. 1,12 eV.

B. 0,56 eV.

C. 2,18 eV.

D. 1,38 eV.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Giới hạn quang dẫn của chất CdS là 0,9 μm.

Năng lượng tối thiểu của photon ánh sáng có thể gây ra hiện tượng quang dẫn CdS là

$\epsilon =\frac{hc}{{\lambda }_0}=\frac{6,{625.10}^{-34}{\mathrm{.3.10}}^8}{0,{9.10}^{-6}}=2,{208.10}^{-19}J=1,38eV$

Câu 10: Chọn ý sai. Pin quang điện

A. là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng.

B. biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.

C. hoạt động dựa trên quang điện trong.

D. có hiệu suất cao (khoảng trên 50%).

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Pin quang điện chạy bằng năng lượng ánh sáng, hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong, nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng, hiệu suất trên dưới 10%.

Câu 11: Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở hoạt động dựa vào?

A. Hiện tượng quang điện ngoài.

B. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.

C. Hiện tượng giao thoa ánh sáng.

D. Hiện tượng quang điện trong.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc hiện tượng quang điện trong.

Câu 12: Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 4μm. Năng lượng kích hoạt của chất đó là

A. 4,97.10⁻²⁰ J.

B. 3,26.10⁻²⁰ J.

C. 4,97.10⁻¹⁹ J.

D. 3,261.10⁻¹⁹ J.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 4 μm. Năng lượng kích hoạt của chất đó là

$\epsilon =\frac{hc}{{\lambda }_{}}=\frac{6,{625.10}^{-34}{\mathrm{.3.10}}^8}{{4.10}^{-6}}=4,{97.10}^{-20}J$

Câu 13: Gọi c là vận tốc ánh sáng trong chân không, v là vận tốc ánh sáng trong chất phát quang. Muốn một chất phát quang phát ra bức xạ có bước sóng λ, cần chiếu vào chất đó bức xạ có

A. tần số nhỏ hơn $\frac{v}{\lambda }$ .

B. tần số lớn hơn $\frac{v}{\lambda }$ .

C. tần số lớn hơn $\frac{c}{\lambda }$ .

D. tần số nhỏ hơn $\frac{c}{\lambda }$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Muốn một chất phát quang phát ra bức xạ có bước sóng λ, cần chiếu vào chất đó bức xạ có: λ_kt ≤ λ => f_kt > $\frac{c}{\lambda }$ .

Câu 14: Hiện tượng quang điện trong

A. là hiện tượng êlectron hấp thụ photon có năng lượng đủ lớn để bứt ra khỏi khối chất.

B. xảy ra với chất bán dẫn khi ánh sáng kích thích có tần số lớn hơn một tần số giới hạn.

C. xảy ra với ánh sáng có bước sóng lớn hơn một giá trị nào đó.

D. hiện tượng êlectron chuyển động nhanh hơn khi hấp thụ photon.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

+ Xảy ra với chất bán dẫn.

+ Ánh sáng kích thích có $\lambda \le {\lambda }_o\Rightarrow f\ge f_o$

Câu 15: Trong hiện tượng quang điện trong: năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành electron tự do là ε thì bước sóng dài nhất của ánh kích thích gây ra được hiện tượng quang điện trong bằng

A. $\frac{hc}{\epsilon }$ .

B. $\frac{h\epsilon }{c}$ .

C. ε.

D. εhc.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Ta có năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành electron tự do là: $\epsilon =\frac{hc}{\lambda }$ .

Suy ra bước sóng dài nhất của ánh kích thích gây ra được hiện tượng quang điện trong bằng: $\lambda =\frac{hc}{\epsilon }$ .

Câu 16: Điều nào sau đây đúng khi nói về pin quang điện?

A. Điện trường ở lớp chuyển tiếp p-n đẩy các lỗ trồng về phía bán dẫn n.

B. Điện trường ở lớp chuyển tiếp p-n đẩy các electron dẫn về phía bán dẫn p.

C. Điện trường ở lớp chuyển tiếp p-n hướng từ bán dẫn n sang bán dẫn p.

D. Lớp kim loại mỏng phía trên bán dẫn n là cực dương, đế kim loại phía dưới bán dẫn p là cực âm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ Điện trường ở lớp chuyển tiếp p-n đẩy các lỗ trống về phía bán dẫn p và đẩy các electron về phía bán dẫn n, do đó lớp kim loại mỏng phía trên bán dẫn loại p sẽ nhiễm điện dương (cực dương), đế kim loại dưới bán dẫn loại n nhiễm điện âm (cực âm).

+ Điện trường ở lớp chuyển tiếp p-n hướng từ bán dẫn loại n sang bán dẫn loại p.

Câu 17: 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. Sự tạo thành hiệu điện thế tiếp xúc giữa hai kim loại.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Pin quang điện hoạt động dựa vào những nguyên tắc hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn.

Câu 18: Dụng cụ nào dưới đây không làm bằng chất bán dẫn?

A. Cặp nhiệt điện.

B. Điôt chỉnh lưu.

C. Pin quang điện.

D. Quang điện trở.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Một cặp nhiệt điện bình thường gồm hai dây kim loại khác nhau, mỗi dây được chế tạo từ một kim loại đơn chất hay hợp kim.

Câu 19: Quang điện trở là

A. điện trở có giá trị bằng 0 khi được chiếu sáng.

B. điện trở có giá trị giảm khi được chiếu sáng.

C. điện trở có giá trị tăng khi được chiếu sáng.

D. điện trở có giá trị không đổi khi thay đổi bước sóng ánh sáng chiếu tới.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn (chất bán dẫn, chất khí…). Điện trở của nó có thể thay đổi từ vài mêgaôm (10⁶Ω) khi không được chiếu sáng xuống đến vài chục ôm khi được chiếu sáng.

Câu 20: Chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn 4,8.10¹⁴ Hz. Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số f₁ = 4,5.10¹⁴ Hz; f₂ = 5,0.10¹³ Hz; f₃ = 6,5.10¹³ Hz; f₁ = 6,0.10¹⁴ Hz thì hiện tượng quang dẫn xảy ra với bức xạ nào?

A. Chùm bức xạ 1.

B. Chùm bức xạ 2.

B. Chùm bức xạ 3.

B. Chùm bức xạ 4.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Điều kiện có hiện tượng quang điện trong khi $\lambda \le {\lambda }_o\Rightarrow f\ge f_o$ .

Từ điều kiện f ≥ f₀ để có hiện tượng quang dẫn ta thấy chỉ có bức xạ 4 thỏa mãn điều kiện.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác: