Hiện tượng quang điện trong

A, B,C - đúng

D - sai vì các tế bào quang điện hoạt động được khi bị kích thích bằng ánh sáng thích hợp

Trong 4 linh kiện trên thì quang điện trở hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong

A, B, D - đúng

C - sai vì: Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng

Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.

Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

Khi bán dẫn được chiếu sáng bằng chùm sáng có bước sóng thích hợp thì trong bán dẫn có thêm electron dẫn và lỗ trống được tạo thành. Do đó, mật độ hạt tải điện tăng, tức là điện trở suất của nó giảm. Cường độ ánh sáng chiếu vào bán dẫn càng mạnh thì điện trở suất của nó càng nhỏ.

Ta có:

+ Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích

+ Bước sóng của ánh sáng phát quang :  

$\lambda  = \dfrac{c}{f} = \dfrac{{{{3.10}^8}}}{{{{6.10}^{14}}}} = 0,{5.10^{ - 6}}m$

Ta thấy: Phương án D có bước sóng  $0,6\mu m > 0,5\mu m$ lớn hơn bước sóng ánh sáng phát quang

Gọi \({P_1},{\rm{ }}{P_2}\) lần lượt là công suất của chùm sáng có bước sóng \({\lambda _1} = 0,26\mu m\) và \({\lambda _2} = 0,52\mu m\)

\({n_1}\) là số photon ánh sáng kích thích phát ra trong 1s

\({n_2}\) là số photon ánh sáng phát quang phát ra trong 1s

Ta có:

Công suất của chùm sáng: \(P = {n_p}\varepsilon  = {n_p}\dfrac{{hc}}{\lambda } \to \dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{{{n_1}{\lambda _2}}}{{{n_2}{\lambda _1}}}\)

Công suất của chùm sáng phát quang bằng \(20\% \) công suất của chùm sáng kích thích.

\( \Rightarrow {P_2} = 20\% {P_1} = 0,2{P_1}\)

Suy ra:

\(\begin{array}{l}\dfrac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \dfrac{1}{{0,2}} = 5 = \dfrac{{{n_1}{\lambda _2}}}{{{n_2}{\lambda _1}}}\\ \Rightarrow \dfrac{{{n_1}}}{{{n_2}}} = 5.\dfrac{{{\lambda _1}}}{{{\lambda _2}}} = 5.\dfrac{{0,26}}{{0,52}} = \dfrac{5}{2}\end{array}\)

Suy ra tỉ số giữa photon ánh sáng phát quang và số photon ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian: \(\dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \dfrac{2}{5}\)

Ta có:

+ Công suất ánh sáng nhận được:

\({P_{as}} = {\text{ }}0,6.1360{\text{ }} = {\text{ }}816W\)

+ Công suất điện tạo ra:

\({P_d} = {\text{ }}UI{\text{ }} = {\text{ }}4.24{\text{ }} = {\text{ }}96W\)

=> Hiệu suất của bộ pin là:

$H = \frac{{{P_d}}}{{{P_{{\text{as}}}}}} = \frac{{96}}{{816}} = 0,1176 = 11,76\% $ 

Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong 1s: \(N = \dfrac{{P\lambda }}{{hc}} = \dfrac{{1,{{5.546.10}^{ - 9}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}.3,{{10}^8}}} = 4,{12.10^{18}}(photon/s)\)

=> Số photôn mà nguồn phát ra trong 1 phút là:  60N = 2,47.10²⁰ hạt