Giải chi tiết chuyên đề Vật lí 12 CTST bài 10: Vùng năng lượng

KHỞI ĐỘNG

1. LÍ THUYẾT VÙNG NĂNG LƯỢNG TRONG CHẤT RẮN

Thảo luận 1: Cho biết vùng cấm giữa vùng hoá trị và vùng dẫn trong một chất bán dẫn silicon có bề rộng bằng 1,12 eV. Tìm bước sóng thích hợp của bức xạ điện từ kích thích để các electron trong vùng hoá trị có thể chuyển lên vùng dẫn.

Bài làm chi tiết:

Bước sóng thích hợp của bức xạ điện từ kích thích để các electron trong vùng hoá trị có thể chuyển lên vùng dẫn:

2. SỰ PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ CỦA ĐIỆN TRỞ KIM LOẠI VÀ BÁN DẪN KHÔNG PHA TẠP.

Luyện tập: Đồ thị nào trong Hình 10.6 biểu diễn phù hợp sự phụ thuộc của điện trở suất  của một chất bán dẫn vào nhiệt độ tuyệt đối T?

Bài làm chi tiết:

Hình b biểu diễn phù hợp sự phụ thuộc của điện trở suất  của một chất bán dẫn vào nhiệt độ tuyệt đối T

3. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ QUANG VÀO CƯỜNG ĐỘ SÁNG

Thảo luận 2: Phân biệt hiện tượng quang dẫn trong điện trở quang với hiệu ứng quang điện đã khảo sát trong  Bài 7.

Bài làm chi tiết:

Giống: đều phụ thuộc vào bước sóng và cường độ của ánh sáng chiếu tới, đều liên quan đến sự tác động của ánh sáng lên vật chất từ đó tạo ra các điện tích tự do trong vật liệu.

Khác: 

- Hiệu ứng quang điện: Phát ra dòng điện, vật liệu (kim loại, bán dẫn)

- Hiện tượng quang dẫn: thay đổi điện trở suất, vật liệu (bán dẫn)

Vận dụng: Tìm hiểu trên sách, báo, internet,… và trình bày ngắn gọn một số ứng dụng khác của điện trở quang trong thực tế.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ: hệ thống báo động. Điện trở quang được sử dụng để phát hiện xâm nhập trái phép bằng cách theo dõi sự thay đổi cường độ ánh sáng.

Hệ thống điều khiển tự động: trong hệ thống chiếu sáng tự động, điện trở quang sẽ bật đèn khi trời tối và tắ đèn khi trời sáng.

4. BÀI TẬP

Câu hỏi 1: Một mạch điện gồm một nguồn điện, một LDR và một đèn LED mắc nối tiếp. Đèn LED đang sáng. Khi chiếu ánh sáng có cường độ phù hợp vào LDR để xảy ra hiện tượng quang dẫn thì đèn LED sẽ.

A. có độ sáng giảm.

B. có độ sáng tăng.

C. có độ sáng không thay đổi.

D. tắt.

Bài làm chi tiết:

Đáp án A. Vì khi mạch điện hoạt động dòng điện sẽ chạy qua ba linh kiện này, hiện tương qua dẫn xảy ra khi chiếu sáng có cường độ phù hớp vào LDR, điện trở suất của LDR sẽ giảm. Từ đó dòng điện chạy qua đèn cũng giảm, nên độ sáng đèn cũng giảm xuống.

Câu hỏi 2: Biết bề rộng vùng cấm của một số chất rắn ở nhiệt độ bình thường trong Bảng 10P.1. Các chất rắn này là chất dẫn điện, chất cách điện hay chất bán dẫn?

Bài làm chi tiết:

Nhôm là chất dẫn điện.

Kim cương,  là chất cách điện.

Silicon và germanium là chất bán dẫn.