CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN

CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI: LƯỢNG tử ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: vật lý hạt NHÂN CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII VẬT LÝ HẠT NHÂN CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII VẬT LÝ HẠT NHÂN 2021 2022 TÀI LIỆU KHÓA LIVE C 2K4 THẦY VŨ TUẤN ANH MCLASS | LỚP HỌC LIVESTREAM | | Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C Nắm trọn từng chuyên đề 1 | https www facebook comvatlythayVuTuanAnh DẠNG BÀI 62 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN I Thuyết lượng tử ánh sáng • Chùm ánh sáng là chùm các photon (các lượng tử ánh sáng) o Mỗi photon có năng lượng xác định hc hf (J) = =  Trong đó 34 6, 625,1.

Trang 1

CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN

2021- 2022

TÀI LIỆU KHÓA LIVE C - 2K4

THẦY VŨ TUẤN ANH

MCLASS | LỚP HỌC LIVESTREAM | |

Trang 2

Thầy Vũ Tuấn Anh Tài liệu khóa Live C : Nắm trọn từng chuyên đề

o Năng lượng của chùm sáng: A=P t =n

Trong đó Plà công suất của chúm sáng, nlà số photon

• Phân tử, nguyên tử, electron phát xạ/hấp thụ ánh sáng có nghĩa là chúng phát xạ/hấp thụ photon

• Các photon bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108m/s trong chân không

• Thuyết lượng tử ánh sáng có thể dùng để giải thích các định luật quang điện

II Hiện tượng quang điện ngoài (Hiện tượng quang điện):

- Là hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại

- Các e bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sáng được gọi là quang electron hay electron

quang điện

1 Các định luật quang điện

a Định luật 1 (Định luật về giới hạn quang điện):

Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng λ0 (λ0 gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó)

0 f f 0 A

        Với

0

hc A



= là công thoát của kim loại

b Định luật 2 (Định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa)

Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có   0), cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường

độ chùm sáng kích thích

c Định luật 3 (Định luật về động năng cực đại của quang electron)

Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích,

mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại

* Biểu thức tính động năng ban đầu cực đại của quang electron:

2 dmax 0max h

Trang 3

Trong đó: +  =hf là năng lượng photon chiếu đến

• Năng lượng chùm photon: W Pt n= = 

Với P là công suất chùm sáng, t là thời gian chiếu sáng, n là số photon chiếu đến

III Hiện tượng quang điện trong

Là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện

* Điều kiện: Ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện của bán dẫn:

0

  

VÍ DỤ Bài 1: Năng lượng tối thiểu để bứt êlectron ra khỏi kim loại là 3,05 eV Kim loại này có giới hạn quang

điện là

A 0, 656 m B 0, 407 m C 0, 38 m D 0, 72 m 

Bài 2: Nguồn sáng thứ nhất có công suất P1 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =1 450 nm Nguồn sáng thứ hai có công suất P2 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =2 0, 6 m. Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa photon mà nguồn thứ nhất phát ra so với số photon mà nguồn thứ 2 phát ra là 3:1 Tỉ

Bài 3: Bề mặt của một tấm kim loại nhận được một công suất chiếu sáng P = 6 mW từ chùm bức xạ có

bước sóng 0,54 m. Cho h = 6,625.10-34 J.s và c = 3.108 m/s Số phôtôn mà tấm kim loại nhận được trong

Trang 4

Bài 6: Lần lượt chiếu vào tấm kim loại có công thoát là 2 eV ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng

A 1,12.106 m/s B 0,70.106 m/s C 1,24.106 m/s D 1,08.106 m/s

Bài 9: Một bề mặt kim loại nhận một chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0, 38 m nhỏ hơn giới hạn quang điện của kim loại Trong khoảng một giây, số electron trung bình bật ra là 3,75.1012 electron Hiệu suất lượng tử (tỉ lệ giữa số electron bật ra và số phôtôn tới bề mặt kim loại trong một đơn vị thời gian) của quá trình này là 0,01% Công suất trung bình bề mặt kim loại nhận được từ chùm sáng là

A E= 40,28 V/m, Bhướng từ trên xuống B E= 40,28 V/m, Bhướng từ dưới lên

C E= 201,36 V/m, Bhướng từ trên xuống D E= 201,36 V/m, Bhướng từ dưới lên

LUYỆN TẬP Bài 1(TN2008): Giới hạn quang điện của đồng (Cu) là  =0 0, 3 m Biết hằng số h = 6,625.10-34 J.s và vận tốc truyền ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s Công thoát của electron khỏi bề mặt của đồng là

A 6,625.10-19 J B 6,265.10-19 J C 8,526.10-19 J D 8,625.10-19 J

Bài 2: Một tế bào quang điện có catốt bằng Na, công thoát electron của Na bằng 2,1 eV Giới hạn quang

điện của Na là

A 0, 49 m B 0,55 m. C 0,59 m. D 0, 65 m.

Trang 5

Bài 3: Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng  vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn quang điện 0,36 m. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu  bằng

A 0, 24 m. B 0, 42 m. C 0,3 m. D 0, 28 m.

Bài 4: Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng  =1 0, 75 m và  =2 0, 25 m vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện  =0 0, 35 m Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện?

A Chỉ có bức xạ λ2 B Chỉ có bức xạ 1

C Cả hai bức xạ D Không có bức xạ nào

Bài 5: Một chất có giới hạn quang điện 0, 62 m. Chiếu vào nó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần

số f1 = 4,5.1014Hz; f2 = 5.1013Hz ; f3 = 6,5.1013Hz ; f4 = 6.1014Hz thì hiện tượng quang điện sẽ xảy ra với

A chùm bức xạ 1 B chùm bức xạ 2 C chùm bức xạ 3 D chùm bức xạ 4

Bài 6: Một tấm kim loại có công thoát electron là 6,02.10-19J Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ

λ1 = 0,18μm, λ2 = 0,21μm, λ3 = 0,32μm và λ4 = 0,35μm Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này là

A λ1, λ2 và λ3 B λ1 và λ2 C λ3 và λ4 D λ2, λ3, λ4

Bài 7: Một bức xạ điện từ có bước sóng  =0, 2 m. Năng lượng của mỗi photon có độ lớn bằng

A 99,375.10-20 J B 99,375.10-19 J C 99,375.10-21 J D 99,375.10-22 J

Bài 8: (Quốc gia – 2019) Giới hạn quang điện của các kim loại Cs , K, Ca , Zn lần lượt là 0,58 µm; 0,55

µm; 0,43 µm; 0,35 µm Một nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc với công suất 0,4 W Trong mỗi phút, nguồn này phát ra 19

Bài 9: (Quốc gia – 2019) Năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành electron dẫn

(năng lượng kích hoạt) của các chất PbS , Ge , Cd ; Te lần lượt là: 0,30 eV; 0,66 eV; 1,12 eV; 1,51 eV

Khi chiếu bức xạ đơn sắc mà mỗi photon mang năng lượng 9, 94.10−20J vào các chất trên thì số chất mà

hiện tượng quang điện không xảy ra là

Bài 10: (Minh họa – 2019) Một tấm pin Mặt Trời được chiếu sáng bởi chùm sáng đơn sắc có tần số 14

5.10

Hz Biết công suất chiếu sáng vào tấm pin là 0,1 W Lấy h=6, 625.10−34J.s Số phôtôn đập vào tấm pin

trong mỗi giây là

A 3, 02.1017 B 7, 55.1017 C 3, 77.1017 D 6, 04.1017

Bài 11: Khi làm thí nghiệm với một tế bào quang điện người ta thấy dòng quang điện chỉ xuất hiện khi

ánh sáng chiếu lên bề mặt catốt có bước sóng ngắn hơn 0,6μm Với ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,25μm thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là bao nhiêu?

9,1.10

e

m = − kg Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

Trang 6

A 2, 29.104m/s B 9, 24.103 m/s C 9, 61.105m/s D 1, 34.106m/s

Bài 14: Công thoát của một kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện là A0, giới hạn quang điện của kim loại này là 0 Nếu chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng  =0, 60 vào catốt của tế bào quang điện trên thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện tính theo A0 là

Bài 15: Khi chiếu lần lượt vào catôt của một tế bào quang điện hai bức xạ có bước sóng

A 1015 Hz B 1,5.1015 Hz C 7,5.1014 Hz D Một giá trị khác

Bài 17: Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5 m vào catot của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0, 66 m. Hiệu điện thế cần đặt giữa anot và catot để triệt tiêu dòng quang điện là

A 0,2V B – 0,2V C 0,6V D - 0,6V

Bài 18: Catốt của tế bào quang điện được làm từ kim loại có công thoát electron là A = 2,48 eV Chiếu

vào bề mặt catốt ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =0,31 m. Giới hạn quang điện của kim loại làm catốt

và vận tốc cực đại của quang electron khi bật ra khỏi bề mặt catốt lần lượt là

A 1,05V B 1,55V C 0,86V D 1,91V

Bài 20: Chiếu bức xạ có bước sóng  =1 0, 25 m vào catôt của một tế bào quang điện cần một hiệu điện thế hãm U1 = 3 V để triệt tiêu dòng quang điện Chiểu đồng thời 1 và  =2 0,15 m thì hiệu điện thế hãm là bao nhiêu?

A 6,31 V B 3,6 V C 1,8 V D 0,56 V

Trang 7

DẠNG BÀI

TẾ BÀO QUANG ĐIỆN

Gọi v là vận tốc electron đập vào anot, v0 là vận tốc lúc bứt ra khỏi catot

Gọi P là công suất của nguồn bức xạ

+ Năng lượng của chùm photon rọi vào catot sau thời gian t: W = P.t

+ Số photon đập vào catot trong thời gian t: N W Pt Pt

Gọi n là số photon mà bức xạ λ phát ra trong 1 giây

ne là số electron quang điện từ catot đến anot trong 1 giây

+ Công suất của nguồn: P =  n

+ Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = ne.e

+ Hiệu suất lượng tử: n e

H

n

=

VÍ DỤ Bài 1: Catot của một tế bào quang điện có công thoát 1,5 eV, được chiếu bởi bức xạ đơn sắc  Lần lượt đặt vào tế bào điện áp UAK = 3 V và U’AK = 15 V thì thấy vận tốc cực đại của electron khi đập vào anot tăng gấp đôi Giá trị của  là

A 35,5.10-5W B 20,7.10-5W C 35,5.10-6W D 20,7.10-6W

Bài 6: Một tế bào quang điện có catôt được làm bằng asen có công thoát electron 5,15 eV Chiếu vào catôt

chùm bức xạ điện từ có bước sóng 0, 2 m và nối tế bào quang điện với nguồn điện một chiều Mỗi giây

Trang 8

catôt nhận được năng lượng của chùm sáng là 0,3 mJ, thì cường độ dòng quang điện bão hoà là 4,5.10-6

A Hiệu suất lượng tử là

A 9,4% B 0,094 % C 0,94 % D 0,186 %

LUYỆN TẬP Bài 1: Khi chiếu chùm bức xạ  =0, 2 m rất hẹp vào tâm của catot phẳng của một tế bào quang điện, công thoát electron là 1,17.10-19 J Anot của tế bào quang điện cũng có dạng bản phẳng song song với catot Đặt vào giữa anot và catot một hiệu điện thế UAK = -2 V thì vận tốc cực đại của electron khi đến anot bằng

A 1,11.106 m/s B 1,22.1011 m/s C 1,62.106 m/s D 2,62.1012 m/s

Bài 2: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0, 6 m sẽ phát ra bao nhiêu photon trong 1

s, nếu công suất phát xạ của ngọn đèn là 10 W?

A 1,2.1019 hạt/s B 6.1019 hạt/s C 4,5.1019 hạt/s D 3.1019 hạt/s

Bài 3: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =546 nm vào bề mặt ca tốt của một tế bào quang điện có

Ibh = 2 mA Công suất phát xạ là P = 1,515 W Tính hiệu suất lượng tử

A 30,03.10-2 % B 42,25.10-2 % C 51,56.10-2 % D 62,25.10-2 %

Bài 4: Chiếu chùm ánh sáng có công suất 3 W, bước sóng 0, 35 m vào catôt của tế bào quang điện có công thoát electron 2,48 eV thì đo được cường độ dòng quang điện bão hoà là 0,02 A Tính hiệu suất lượng tử

A 1,875.1013 B 2,544.1013 C 3,263.1012 D 4,827.1012

Bài 9: Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng  =1 0, 3 m vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2 V Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào quang điện trên một hiệu điện thế UAK = - 2 V và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước

Trang 9

−

1 2

h 3(4f − f )

DẠNG BÀI

– LAZE – TIA X

I HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG

1 Khái niệm về sự phát quang:

- Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy Các hiện tượng đó gọi là sự phát quang

- Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó

- Điều kiện hiện tượng quang phát quang: phatquang  kichthich

- Sau khi ngừng chiếu ánh sáng kích thích, sự phát quang còn kéo dài thêm một khoảng thời gian nữa

2 Huỳnh quang và lân quang:

Hiện tượng huỳnh quang Hiện tượng lân quang Vật liệu Chất lỏng hoặc chất khí Chất rắn

A 0,55 μm B 0,45 μm C 0,38 μm D 0,40 μm

Bài 2: Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5 m khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3 m. Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên

A 2,65.10-19 J B 26,5.10-19 J C 2,65.10-18 J D 265.10-19 J

Bài 3: Hai nguồn sáng 1 và f2 có cùng công suất phát sáng Nguồn đơn sắc bước sóng  =1 0, 6 m phát

ra 3,62.1020 phôtôn trong 1 phút Nguồn đơn sắc tần số f2 = 6.1014 Hz phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1 giờ?

A 3,01.1020 B 1,09.1024 C 1,81.1022 D 5,02.1018

Bài 4: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 m vào một chất thì thấy chất đó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,5 m. Cho rằng công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 1,5% công suất của chùm sáng kích thích Hãy tính xem trung bình mỗi phôtôn ánh sáng phát quang ứng với bao nhiêu phôtôn ánh sáng kích thích

Trang 10

Bài 5: Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0, 49 m và phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 m, 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 của sự phát quang của dung dịch Fluorêxêin là 75% Số phần trăm của phôtôn bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang của dung dịch là

A 82,7% B 79,6% C 75,0% D 66,8%

Bài 6: Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0, 26 m thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 m. 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 2,516.1017 B 2,516.1015 C 1,51.1019 D 1,546.1015

II LAZE

- Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng có cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát

xạ cảm ứng

- Các loại laze: laze khí, laze rắn, laze bán dẫn

Các đặc điểm của tia laze:

- Tính đơn sắc cao

- Tính kết hợp cao (các photon trong chùm laze có cùng tần số, cùng pha)

- Tính định hướng cao (là chùm sáng song song)

- Cường độ lớn

Ứng dụng: + Tia laze có ưu thế đặc biệt trong thông tin liên lạc vô tuyến (truyền thông thông tin bằng

cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển con tàu vũ trụ, )

+ Tia laze được dùng như dao mổ trong phẩu thuật mắt, để chữa một số bệnh ngoài da (nhờ tác dụng nhiệt),

+ Tia laze được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, chỉ bản đồ, dùng trong các thí nghiệm quang học ở trường phổ thông,

+ Ngoài ra tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, chính xác các vật liệu trong công nghiệp

VÍ DỤ Bài 1: Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng bằng laze người ta đã sử dụng laze có

bước sóng  =0,52 m. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze Người ta nhận thấy khoảng thời gian phát và nhận được xung cách nhau 2,667 s Hãy xác định khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng

A 4.105 m B 4.105 km C 8.105 m D 8.105 km

Bài 2: Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng bằng laze người ta đã sử dụng laze có

bước sóng  =0,52 m. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze Biết thời gian kéo dài của xung là 100 ns, năng lượng mỗi xung là 10 kJ Tính công suất chùm laze

Trang 11

A 10-1 W B 10 W C 1011 W D 108 W

bước sóng  =0,52 m. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze Biết năng lượng mỗi xung là 10 kJ Tính số photon phát ra trong mỗi xung

A 2,62.1022 hạt B 0,62.1022 hạt C 262.1022 hạt D 2,62.1012 hạt

bước sóng  =0,52 m. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze Biết thời gian kéo dài của xung là 100 ns Tính độ dài mỗi xung

A 300 m B 0,3 m C 10-11 m D 30 m

Bài 5: Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng

lượng ánh sáng là 0,6 m2 Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ 1360 W/m2 Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là 4 A thì điện áp hai cực của bộ pin là 24 V Hiệu suất của bộ pin là

A 14,25% B 11,76% C 12,54% D 16,52%

Bài 6: Người ta dùng một Laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép Công suất của

chùm laze là P = 10 W, đường kính của chùm sáng là 1 mm Bề dày tấm thép là e = 2 mm và nhiệt độ ban đầu là 300C Biết khối lượng riêng của thép D = 7800 kg/m3; nhiệt dung riêng của thép c = 448 J/kg.độ; nhiệt nóng chảy của thép L = 270 kJ/kg và điểm nóng chảy của thép tc = 15350C Thời gian khoan thép là

A 1,16 s B 2,78 s C 0,86 s D 1,56 s

Bài 7 (ĐH2012): Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0, 45 m với công suất 0,8 W Laze B phát

ra chùm bức xạ có bước sóng 0, 6 m với công suất 0,6 W Tỉ số giữa số photon của laze B và số photon của laze A phát ra trong mỗi giây là

Bài 8: Người ta dùng Laze nấu chảy một tấm thép 1 kg Công suất chùm là P = 10 W Nhiệt độ ban đầu

của tấm thép là t0 = 300 Khối lượng riêng của thép là D = 7800 kg/m3; nhiệt dung riêng của thép là c =

448 J/kg.độ Nhiệt nóng chảy của thép là L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là TC = 15350C Thời gian tối thiểu để tan chảy hết tấm thép là

A 9466,6 s B 94424 s C 9442,4 s D 94666 s

Bài 9: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh

sáng có bước sóng 0,52 mm chiếu về phía Mặt Trăng Thời gian kéo dài mỗi xung là 10-7 s và công suất chùm laze là 105 MW Số photon có trong mỗi xung là

A 2,62.1029 hạt B 2,62.1025 hạt C 2,62.1015 hạt D 5,2.1020 hạt

III Tia X

- Sau khi được tăng tốc trong điện trường, các electron đập

vào đối catot, phần lớn năng lượng biến thành nhiệt lượng

làm nóng đối âm cực, phần còn lại tạo ra năng lượng của

E mv | e | U

Trong đó: U là hiệu điện thế giữa anot và catot, v là vận

tốc e khi đập vào đối catot, v0 là vận tốc của electron khi rời catot Nếu bỏ qua động năng ban đầu của e (chùm e chậm)thì v0 = 0 hay 2

AK

1

mv | e | U

Trang 12

- Theo định luật bảo toàn năng lượng: 2

m

=

- Công suất tỏa nhiệt: P = UI

Với cường độ dòng điện qua ống Culitgio: I q N.e



  , N là số e trung bình qua ống trong mỗi giây

- Nhiệt lượng làm nóng đối catôt bằng tổng động năng của các quang e đến đập vào đối catôt

Q = N.Wđ = N.e.UAK Với N là tổng số quang electron đến đối catôt

Mặt khác: Q = mcΔt với c là nhiệt dung riêng của kim loại làm đối catôt

Câu 1: Trong một ống Ron ghen Biết hiệu điện thế giữa anốt và catốt là 4 ( )

2.10

U = V Hãy tìm bước sóng nhỏ nhất  của tia Rơn ghen do ống phát ra? Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra minkhỏi catốt

A 0,31 pm B 0,62 pm C 0,93 pm D 0,46 pm

Câu 2: Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Rơnghen là 18,75kV Bỏ qua động năng ban đầu của

electron khi bứt ra khỏi catốt Tần số lớn nhất mà tia Rơnghen phát ra là bao nhiêu? Cho e=1, 6.10−19,

34

6, 625.10

h= − Js, c=3.108m s/

A 3,8.1018Hz B 6, 3.1018Hz C 4, 2.1018Hz D 2,1.1018Hz

Câu 3: Một ống Cu-lít-giơ (ống tia X) đang hoạt động Bỏ qua động năng ban đầu của các êlectron khi

bứt ra khỏi catôt Ban đầu, hiệu điện thế giữa anôt và catôt là U thì tốc độ của êlectron khi đập vào anôt

là v Khi hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 1,5U thì tốc độ của êlectron đập vào anôt thay đổi một lượng

4000 km/s so với ban đầu Giá trị của v là

A 1, 78.107 m s B 3, 27.106 m s

C 8, 00.107 m s D 2, 67.106 m s

Câu 4: Một ống tia X có công suất 360 W Coi rằng cứ 1000 electron tới đập vào đối catot thì có một

photon bật ra với bước sóng ngắn nhất có thể Người ta làm nguội đối catot bằng một dòng nước có lưu lượng 0,25 lít/phút và có nhiệt độ ban đầu là 100C Biết khối lượng riêng của nước Dn = 1000 kg/m3 Nhiệt dung riêng của nước Cn = 4180 J/kg.K Nhiệt độ của nước khi ra khỏi ống xấp xỉ là

A 30,650C B 10,340C C 20,650C D 340C

Câu 5: Một ống Rơnghen phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 6.10-10m Dòng điện trong ống là I = 4mA Biết vận tốc của electron khi bức ra khỏi catốt là 2.105m/s Coi rằng chỉ có 10% số e đập vào đối catốt tạo ra tia X, cho khối lượng của đối catốt là m = 150g và nhiệt dung riêng là 1200J/kgđộ Sau một phút hoạt động thì đối catốt nóng thêm:

Trang 13

A 2,480C B 3,260C C 4,730C D 5,490C

DẠNG BÀI

1 Tiên đề về trạng thái dừng

Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng

Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ

Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo có bán kính xác định, gọi là các quỹ đạo dừng

• Năng lượng của electron trong nguyên tử Hidro ở các mức được tính bởi công thức:

• Khi chuyển từ mức Ecao về Ethấp sẽ phát ra photon có năng lượng  = hf = Ecao - Ethấp

Khi chuyển từ mức Ethấp lênEcao sẽ hấp thụ photon có năng lượng  = hf = Ecao - Ethấp

Electron ở trạng thái m chuyển về trạng thái n

có mức năng lượng thấp hơn

→ min khi n = (chuyển về trạng thái cơ bản) 1

và max khi n= − (chuyển về trạng thái gần m 1nhất)

Electron ở trạng thái n chuyển về trạng thái m

có mức năng lượng cao hơn

Trang 14

o Năng lượng photon hấp thụ

Tốc độ chuyển động

trên quỹ đạo dừng

Electron chuyển động tròn đều, lực tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm

2

n n

v r

Chú ý: Năng lượng ion hóa nguyên tử Hidro là năng lượng để nguyên tử chuyển từ mức E1→E

VÍ DỤ Bài 1: Cho 1eV = 1,6.10-19 J; h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Khi electron trong nguyên tử hiđrô chuyển

từ quĩ đạo dừng có năng lượng Em = - 0,85 eV sang quĩ đạo dừng có năng lượng En = - 13,60 eV thì nguyên tử phát bức xạ điện từ có bước sóng

A 0, 4340 m. B 0, 4860 m. C 0, 0974 m. D 0, 6563 m.

Bài 2 (QG - 2016): Theo mẫu nguyên tử Bo về nguyên tử hiđrô coi electron chuyển động tròn đều quanh hạt

nhân dưới tác dụng của lực tĩnh điện giữa electron và hạt nhân Gọi vL và vO lần lượt là tốc độ của êlectron khi nó chuyển động trên quỹ đạo L và O Tỉ số L

Trang 15

Bài 5: Theo mẫu nguyên tử Bohr, năng lượng ở quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử Hyđrô

được tính bởi công thức En 13, 62 eV

n

= − (n = 1, 2, 3…) Cho các hằng số h = 6,625.10−34 Js và c = 3.3.108m/s Tần số lớn nhất của bức xạ sinh ra khi electron chuyển động từ quỹ đạo dừng bên ngoài vào quỹ đạo dừng bên trong là

A 2,46.1015 Hz B 2,05.1034 Hz C 1,52.1034 Hz D 3,28.1015 Hz

Bài 6: Biết mức năng lượng ứng với quỹ đạo dùng n trong nguyên tử Hyđrô En 13, 62 eV

n

= − (n = 1, 2, 3…) Khi hiđrô ở trạng thái cơ bản chuyển lên trạng thái kích thích thì bán kính quỹ đạo tăng lên 9 lần Khi chuyển

dời về mức cơ bản thì phát ra bước sóng của bức xạ có năng lượng lớn nhất là

Bài 8: Trong quang phổ vạch của hidro (quang phổ của nguyên tử hidro, bước sóng của vạch thứ nhất

trong dãy Laiman ứng với sự chuyển của electron từ quỹ đạo L về quỹ đạo K là 0,1217 m , vạch thứ nhất của dãy Banme ứng với sự chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L là 0, 6563 m. Bước sóng của vạch quang phổ thứ hai trong dãy là Laiman ứng với sự chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K bằng

Trang 16

ra photon có bước sóng 1 Để phát ra photon có bước sóng 2 (tỉ số 2

1



 nằm trong khoảng từ 2 đến 3) thì electron phải chuyển từ quỹ đạo dừng O về

A quỹ đạo dừng M B quỹ đạo dừng K

C quỹ đạo dừng N D quỹ đạo dừng L

Bài 11 (Quốc gia – 2014): Theo mẫu Bo về nguyên tử hiđrô, nếu lực tương tác tĩnh điện giữa êlectron

và hạt nhân khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng L là F thì khi êlectron chuyển động trên quỹ

Bài 12 (Minh họa lần 2 – 2017) : Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, trong các quỹ đạo dừng

của êlectron có hai quỹ đạo có bán kính r m và r m Biết r m− =r n 36r0, trong đó r0 là bán kính Bo Giá trị

m

r gần nhất với giá trị nào sau đây?

Câu 13 (TX Quãng Trị - 2017): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidro, chuyển động electron

quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều và bán kính quỹ đạo dừng K là r0 Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có bán kính r m đến quỹ đạo dừng có bán kính r n thì lực tương tác tĩnh điện giữa êlectron

và hạt nhân giảm 16 lần Biết 8r0 r m+ r n 35r0 Giá trị r m−r nlà

A −15r0 B −12r0 C 15r0 D 12r0

Câu 14 (Quốc gia – 2017): Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Electron trong nguyên tử chuyển

từ quỹ đạo dừng m1 về quỹ đạo dừng m2 thì bán kính giảm 27r0 (r0 là bán kính Bo), đồng thời động năng của êlectron tăng thêm 300% Bán kính của quỹ đạo dừng m1 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A 60r0 B 50r0 C 40r0 C 30r0

Câu 15: Khi nguyên tử hiđro ở trạng thái dừng thứ n, lực Cu ‒ lông tương tác giữa clectron và hạt nhân

là F1; khi ở trạng thái dừng thứ m lực tương tác đó là F2, với m, n nhỏ hơn 6 Biết F1=0, 4096F2, gọi 0

r là bán kính quỹ đạo của electron ở trạng thái cơ bản Khi electron chuyển từ quỹ đạo n về quỹ đạo m

thì bán kính quỹ đạo

A tăng 5r0 B tăng 11r0 C giảm 9r0 D giảm 21r0

LUYỆN TẬP Bài 1: Electron trong nguyên tử hidro chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng

có mức năng lượng nhỏ hơn thì vận tốc electron tăng lên 4 lần Electron đã chuyển từ quỹ đạo

Bài 5: Một nguyên tử hidro đang ở trạng thái kích thích ứng với quỹ đạo dừng có bán kính 16r0 Xác định

số bức xạ khả dĩ mà nguyên tử có thể phát ra khi nó chuyển về trạng thái cơ bản?

Trang 17

Bài 6: Trong nguyên tử hidro, xét các mức năng lượng từ P xuống đến K có bao nhiêu khả năng kích thích

để bán kính quỹ đạo của electron tăng lên 4 lần?

Bài 7: Lực tương tác Culông giữa electron và hạt nhân của nguyên tử hidro khi nguyên tử này ở quỹ đạo

dừng L là F Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo N thì lực tương tác giữa electron và hạt nhân là

= − (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3

về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra photon có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng

n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 2. Mối liên hệ giữa hai bước sóng là

A 27 =2 1281 B  = 2 5 1 C 189 =2 8001 D  = 2 4 1

Bài 9 (ĐH 2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidro, chuyển động của e quanh hạt nhân là

chuyển động tròn đều Tỉ số giữa tốc độ của electron trên quỹ đạo K và tốc độ của electron trên quỹ đạo

Trang 18

= 1, 2, 3 ) Khi êlectrôn chuyển từ quỹ đạo thứ ba về quỹ đạo thứ hai thì bước sóng của bức xạ phát ra là

λ0 Khi êlectrôn chuyển từ quỹ đạo thứ tư về quỹ đạo thứ hai thì bước sóng của bức xạ phát ra là

Câu 21: (Chuyên Vinh – 2017) Biết rằng trên các quỹ đạo dừng của nguyên tử hiđrô, electron chuyển

động tròn đều dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân và electron Khi electron chuyển động

trên quỹ đạo dừng K chuyển lên chuyển động trên quỹ đạo dừng M thì có tốc độ góc đã

A tăng 8 lần B tăng 27 lần C giảm 27 lần D giảm 8 lần

Câu 22: Một đám nguyên tử Hiđrô sau khi hấp thụ phôtôn thích hợp thì chuyển lên trạng thái dừng n có bán kính quỹ đạo tăng thêm 11,13.10−10m so với ban đầu (biết n 10) Tỉ số lực tương tác tĩnh điện giữa hạt nhân và electron trước và sau khi kích thích là

Trang 19

giữa electron và hạt nhân khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng thứ n gần nhất với giá trị nào sau

đây?

A 1, 6.10−10N B 1, 3.10−10N C 1, 6.10−11N D 1, 2.10−11N

Câu 24: (Sở HCM – 2017) Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidro, xem chuyển động của electron

quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều Cho e=1, 6.10−19C, khối lượng êlectron là m=9,1.10−31kg, bán kính Bo là r0 =5,3.10−11m Tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M có giá trị gần bằng kết quả nào sau đây?

A 546415 m/s B 2185660 m/s C 728553 m/s D 1261891 m/s Câu 25: Nguyên tử hidro ở trạng thái dừng có mức năng lượng thứ n tuân theo công thức 0

2

n

E E

n

= − eV Nguyên tử đang ở trạng thái kích thích thứ nhất Kích thích nguyên tử đến trạng thái mà động năng của electron giảm đi 9 lần Tỉ số giữa bước sóng lớn nhất và bước sóng ánh sáng nhìn thấy nhỏ nhất mà nguyên

m = − kg; k =9.109Nm2/C2 và e=1, 6.10−19C Khi chuyển động trên quỹ đạo dừng M , quãng

đường mà êlectron đi được trong thời gian 8

10− s là

DẠNG BÀI

A TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN

- Theo mô hình nguyên tử Rutherford: Hạt nhân tích điện dương bằng +Ze(Z là số thứ tự của nguyên

tố trong bảng tuần hoàn), kích thước của hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước của nguyên tử khoảng

4 5

10 10 lần

I Cấu tạo hạt nhân:

• Các hạt nhân có cùng nguyên tử số Z nhưng khác số khối A được gọi là các hạt nhân đồng vị

• Hạt nhân được xem như một hình cầu có bán kính R phụ thuộc vào số khối A được cho bởi công thức

1 3 0

0, R =1, 2.10−

• Một số hạt thường gặp:

Trang 20

+ proton (p) →11p hay 11H + anpha ( ) 4

2He

 → + nơtron (n) 1

1H

1e

+ +

 → (phản electron/ pôzitôn) + triti (T) →31H + nơtrinô ( ) → không mang điện, m0 = 0

II Khối lượng hạt nhân

1 Đơn vị khối lượng nguyên tử:

2 Khối lượng và năng lượng:

- Theo thuyết tương đối của Anhxtanh một vật có khối lượng m cũng có một năng lượng E tương ứng

2

mm

v1c

II Năng lượng liên kết

- Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng tỏa ra khi tổng hợp các nucleon riêng lẻ thành một hạt nhân hoặc năng lượng thu vào để phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon riêng lẻ

W =Zm + A Z m− −m c = mcNăng lượng liên kết cũng chính là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclon

- Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trên mỗi nucleon có trong hạt nhân

Trang 21

VÍ DỤ

Dạng 1 Câu tạo hạt nhân

Bài 1: Trong hạt nhân của đồng vị phóng xạ 23592U có

A 92 prôtôn và tổng số prôtôn và electron là 235

B 92 electron và tổng số prôtôn và electron là 235

C 92 prôtôn và 235 nơtrôn

D 92 prôtôn và tổng số prôtôn với nơtrôn là 235

Bài 2: Hạt nhân 6730Zn có

A 30 nuclon B 37 proton C 67 notron D 37 notron

Bài 3: Biết số Avogaro NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó Số proton

có trong 0,27gam 2713Al là:

A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022

Bài 4: Hạt nhân nào dưới đây không chứa nơtron?

A Triti B Hidro thường C Đơteri D Heli

Bài 5: Kí hiệu hạt nhân Liti có 3 proton và 4 notron là

A 1,45.1015kg/m3 B 1,54.1017g/cm3 C 1,45.1017kg/m3 D 1,45.1017g/cm3

Bài 9: Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là m = 14,0067u và gồm hai đồng vị chính là N14 có khối lượng nguyên tử m14 = 14,00307u và N15 có khối lượng nguyên tử là m15 = 15,00011u Tỉ lệ hai đồng vị trong nito là:

A 98,26% N14 và 1,74% N15 B 1,74% N14 và 98,26% N15

C 99,64% N14 và 0,36% N15 D 0,36% N14 và 99,64% N15

Dạng 2 Năng lượng, khối lượng hạt nhân

Câu 1: Một người có khối lượng nghỉ là 60kg chuyển động với tốc độ 0,8c Khối lượng tương đối tính

của người này:

A.50kg B.100kg C.80kg D.120kg

Trang 22

Câu 2: Năng lượng toàn phần của một vật đứng yên có khối lượng 1kg bằng

27Co có khối lượng là 59,919u Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng

của nơtron là 1,0087u Độ hụt khối của hạt nhân 60

27Co là

A 0,5652u B 0,536u C 3,154u D 3,637u

Câu 2(ÐH– 2008): Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng của notron mn = 1,0087u, khối lượng của proton mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân104Belà

A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D.632,1531 MeV

Câu 3(CĐ- 2009): Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân 168O lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân O16

8 xấp xỉ bằng

A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV

Câu 4(ĐH- 2010): Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; Ar40

18 ; Li6

3 lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145 u và 1u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Li6

3 thì năng lượng liên kết

riêng của hạt nhân Ar40

18

A lớn hơn một lượng là 5,20 MeV B lớn hơn một lượng là 3,42 MeV

C nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV D nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV

Câu 5 Hạt nhân hêli ( 42He) có năng lượng liên kết là 28,4MeV; hạt nhân liti ( Li7

3 ) có năng lượng liên kết là 39,2MeV; hạt nhân đơtêri ( 21D) có năng lượng liên kết là 2,24MeV Hãy sắp theo thứ tự tăng dần

về tính bền vững của chúng:

A liti, hêli, đơtêri B đơtêri, hêli, liti C hêli, liti, đơtêri D đơtêri, liti, hêli

Câu 6 Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt α, năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol khí Hêli là

A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J

Câu 7 Hạt nhân56

26Fe ; hạt nhân Li36 có năng lượng liên kết là 39,2 MeV; hạt nhân 21Dcó năng lượng liên

kết là 2,24 MeV Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của ba hạt nhân này

A 5626Fe , Li36 ,21D B 21D,5626Fe , Li36 C 5626Fe ,21D, Li36 D 21D, Li36 ,5626Fe

Câu 8 Cho ba hạt nhân X, Y, Z có số nuclon tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là

A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y

Tiêu đề	Lượng Tử Ánh Sáng
Người hướng dẫn	Thầy Vũ Tuấn Anh
Trường học	trường đại học
Chuyên ngành	vật lý
Thể loại	tài liệu
Năm xuất bản	2021-2022

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,78 MB