Задание 1, страница 234 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Для сортировки и счёта деталей широко применяют фоторезисторы. Каким свойством полупроводников можно объяснить действие этого прибора?

Решение

Действие фоторезистора, который широко применяется для сортировки и счёта деталей, основано на свойстве полупроводников, называемом внутренним фотоэффектом или фотопроводимостью.

Суть этого свойства заключается в следующем. В отсутствие освещения полупроводниковый материал обладает высоким электрическим сопротивлением, поскольку в нём мало свободных носителей заряда — электронов и «дырок».

Когда на полупроводник падает свет, фотоны, из которых состоит свет, поглощаются материалом. Если энергия фотона ($E = h\nu$, где $h$ — постоянная планка, $\nu$ — частота света) оказывается достаточной (не меньше ширины запрещённой зоны полупроводника $E_g$), она идёт на разрыв ковалентных связей в атомах полупроводника. В результате этого процесса образуются новые свободные носители заряда — пары электрон-дырка.

Увеличение концентрации свободных носителей заряда приводит к резкому увеличению электропроводности материала и, соответственно, к уменьшению его электрического сопротивления. Интенсивность света напрямую влияет на количество генерируемых носителей заряда: чем ярче свет, тем ниже сопротивление фоторезистора.

В системах сортировки и счёта деталей эта зависимость используется так: световой луч направлен на фоторезистор. Когда деталь пересекает луч, она временно его блокирует. Освещённость фоторезистора падает, его сопротивление резко возрастает. Это изменение сопротивления вызывает изменение тока или напряжения в электрической цепи, которое фиксируется электронным устройством, и таким образом регистрируется прохождение детали.

Ответ: Действие фоторезистора объясняется свойством полупроводников изменять своё электрическое сопротивление под действием света (внутренний фотоэффект).