.khi chiếu vào bề mặt kim loại đó chùm bức xạ có bước sóng λ = 2 o λ thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng A.. Chiếu chùm bức xạ có bước sóng 0,18µm vào catôt của mộ
Trang 1Ơn tập giao thoa và lượng tử ánh sáng 1 1 GV : Ngơ Thanh Long
TĨM TẮT LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Các cơng thức:
a) Năng lượng của phơtơn (lượng tử ánh sáng): ε = hf = hcλ (đơn vị đo là J)
f (Hz), λ (m) là tần số và bước sĩng của bức xạ đơn sắc.
h = 6,625 10-34 J.s là hằng số Planck., c = 3.108 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân khơng.
b) Cơng thức Anhxtanh (Einstein): 2
0
1
2
Với: + A (tính bằng J) là cơng thốt của electron khỏi kim loại; vo (m/s) là vận tốc ban đầu cực đại của quang electrơn.
+ m = 9,1 10-31 kg là khối lượng của electrơn , 1eV = 1,6 10-19 J
d max o
1
2
= (J) là động năng ban đầu cực đại của quang electron.
c) Giới hạn quang điện: Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là λ ≤ λo
Với 0 hc
A
λ = là giới hạn quang điện của kim loại, chỉ phụ thuộc vào bản chất kim loại đĩ.
d) Hiệu điện thế hãm Uh: là hiệu điện thế giữa hai đầu anốt và catốt đủ để làm dịng quang điện bắt đầu
triệt tiêu
2
1
2
= , với e = -1,6 10-19 C là điện tích của electrơn.
Điều kiện để dịng quang điện triệt tiêu: UAK ≤ Uh Chú ý: cĩ một số tài liệu qui ước Uh = UAK > 0
e) Cơng suất của nguồn sáng: P = Nλ ε (Nλ là số phơtơn ứng với bức xạ λ chiếu đến catốt trong 1 s).
f) Cường độ dịng quang điện bão hịa: Ibh = qt = ne.e (ne là số quang electron đến anốt trong 1s).
g) Hiệu suất lượng tử: H = Nne
λ
Một số điểm cần chú ý:
* Trong hiện tượng quang điện, năng lượng của một photon được hấp thụ hồn tồn bởi một electron.
* Các quang electron bay ra khỏi bề mặt kim loại cĩ vận tốc phân bố từ 0 đến v0.
* Hiện tượng quang điện trong xảy ra trong lịng khối chất bán dẫn, khi đĩ các electron bị bứt khỏi
liên kết và trở thành electron dẫn (làm khối bán dẫn giảm mạnh điện trở (hiện tượng quang dẫn)) khi được chiếu sáng Giới hạn quang điện trong lớn hơn giới hạn quang điện ngồi.
* Đối với tia Rơnghen: AK 2 max
min
2
λ
Với: + UAK là hiệu điện thế giữa 2 đầu anốt và catốt của ống Cu lít giơ.
+ fmax là tần số lớn nhất của tia rơnghen mà ống cĩ thể phát ra.
+ λmin là bước sĩng nhỏ nhất của tia rơnghen mà ống cĩ thể phát ra.
+ Wđ = 1 2
mv
2 là động năng của e- khi tới được đối âm cực ( A nốt ) (đã bỏ qua động năng của
e- lúc vừa phát xạ).
* 1 eV = 1,6.10-19 J ; 1 A0 = 10-10 m
BÀI TẬP
1 Công thoát electron ra khỏi kim loại A = 6,625.10-19J, hằng số Plăng h = 6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s Giới hạn quang điện của kim loại đó là
A 0,300µm B 0,295µm C 0,375µm D 0,250µm
2 Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,75µm và λ2 = 0,25µm vào một tấm kẻm có giới hạn quang điện λo = 0,35µm Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện ?
A Cả hai bức xạ B Chỉ có bức xạ λ2
C Không có bức xạ nào trong 2 bức xạ đó D Chỉ có bức xạ λ1
Trang 2Ơn tập giao thoa và lượng tử ánh sáng 1 2 GV : Ngơ Thanh Long
3 Công thoát electron của một kim loại là Ao, giới hạn quang điện là λo .khi chiếu vào bề mặt kim loại đó chùm bức xạ có bước sóng λ =
2
o
λ
thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng
A Ao B 2Ao C
4
3
2
1
Ao
4 Công thoát electron của một kim loại là A = 4eV Giới hạn quang điện của kim loại này là
A 0,28µm B 0,31µm C 0,35µm D 0,25µm
5 Chiếu chùm bức xạ có bước sóng 0,18µm vào catôt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có giới hạn quang điện là 0,3µm Hiệu điện thế hãm để làm triệt tiêu dòng quang điện là A 2,76V
B – 27,6V C – 2,76V D – 0,276V
6 Khi chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ = 0,33µm vào catôt của một tế bào quang điện thì hiệu điện thế hãm là Uh Để có hiệu điện thế hãm U’h với giá trị |U’h| giảm 1V so với |Uh| thì phải dùng bức xạ có bước sóng λ’ bằng bao nhiêu ?
A 0,225µm B 0,325µm C 0,425 D 0,449µm
7 Kim loại dùng làm catôt của tế bào quang điện có công thoát electron là 1,8eV Chiếu vào catôt một ánh
sáng có bước sóng λ = 600nm từ một nguồn sáng có công suất 2mW Tính cường độ dòng quang điện bảo hoà Biết cứ 1000hạt phôtôn tới đập vào catôt thì có 2 electron bật ra
A 1,93.10-6A B 0,193.10-6A C 19,3mA D 1,93mA
8 Chiếu chùm ánh sáng có công suất 3W, bước sóng 0,35µm vào catôt của tế bào quang điện có công thoát electron 2,48eV thì đo được cường độ dòng quang điện bảo hoà là 0,02A Tính hiệu suất lượng tử
A 0,2366% B 2,366% C 3,258% D 2,538%
9 Một tế bào quang điện có catôt được làm bằng asen có công thoát electron bằng 5,15eV Chiếu vào catôt
chùm bức xạ điện từ có bước sóng 0,2µm và nối tế bào quang điện với nguồn điện một chiều Mỗi giây catôt nhận được năng lượng của chùm sáng là 3mJ, thì cường độ dòng quang điện bảo hoà là 4,5.10-6A Hiệu suất lượng tử là
10 Một đèn Lade cĩ cơng suất phát sáng 1W phát ánh sáng đơn sắc cĩ bước sĩng 0,7µm Cho h=6,625.10-34 Js, c
= 3.108m/s Số phơtơn của nĩ phát ra trong 1 giây là:
A 3,52.1019 B 3,52.1020 C 3,52.1018 D 3,52.1016
11 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Cu lít giơ là 13,25KV Bước sĩng ngắn nhất của tia Rơnghen
do ống đĩ cĩ thể phát ra là:
A 0,94.10-11m B 9,4.10-11m C 0,94.10-13 m D 9,4.10-10m
12 Chùm sáng cĩ bước sĩng 5.10-7m gồm những phơtơn cĩ năng lượng
13 Người ta chiếu ánh sáng cĩ năng lượng photon 5,6eV vào một lá kim loại cĩ cơng thốt 4eV Tính động năng ban đầu cực đại của các quang electron bắn ra khỏi mặt lá kim loại Cho biết e = -1,6.10-19 C.
14 Catốt của một tế bào quang điện cĩ cơng thốt 4eV Tìm giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt Cho hằng số Planck h = 6,625.10-34J.s; điện tích electron e = -1,6.10-19C; vận tốc ánh sáng c
= 3.108m/s
15 Cơng thốt êlectrơn của một kim loại là A thì bước sĩng giới hạn quang điện là λ Nếu chiếu ánh sáng kích thích cĩ bước sĩng λ ’ vào kim loại này thì động năng ban đầu cực đại của các quang electron là A Tìm hệ thức liên lạc đúng?
A λ ’ = λ B λ ’ = 0,5 λ C λ ’ = 0,25 λ D λ ’ = 2 λ /3.
Câu 16/ Trong thí nghiệm Young, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m,
chiếu hai khe bằng hai bức xạ cĩ λ1 = 0,760µ m và λ2, người ta thấy vân sáng bậc 3 của bức xạ λ2 trùng với
vân sáng bậc 2 của bức xạ λ1 thì bước sĩng của bức xạ λ2 là
A 0,472µm B 0,427µm
C 0,506µm D 0,605µm
Trang 3Ôn tập giao thoa và lượng tử ánh sáng 1 3 GV : Ngô Thanh Long
Câu 17/ Hai khe Young cách nhau 1mm được chiếu bằng ánh sáng trắng (0,4µm ≤λ≤ 0,76µm), khoảng cách
từ hai khe đến màn là 1m Tại điểm A trên màn cách vân trung tâm 2mm có các bức xạ cho vân tối có bước sóng
A 0,60µm và 0,76µm B 0,57µm và 0,60µm
C 0,40µm và 0,44µm D 0,44µm và 0,57µm
Câu 18/ Hai khe Young cách nhau 1mm được chiếu bằng ánh sáng trắng (0,4µm ≤λ≤ 0,76µm), khoảng cách
từ hai khe đến màn là 1m Tại điểm A trên màn cách vân trung tâm 2mm có các bức xạ cho vân sáng có bước sóng
A 0,40µm, 0,50µm và 0,66µm B 0,44µm; 0,50µm và 0,66µm
C 0,40µm; 0,44µm và 0,50µm D 0,40µm; 0,44µm và 0,66µm
Câu 19/ Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 0,5mm, khoảng cách giữa
hai khe đến màn là 2m, ánh sáng dùng có bước sóng λ = 0,5µm Bề rộng của giao thoa trường là 18mm Số vân sáng, vân tối có được là
A N1 = 11, N2 = 12 B N1 = 7, N2 = 8
C N1 = 9, N2 = 10 D N1 = 13, N2 = 14
Câu 20/ Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 2mm, khoảng cách giữa
hai khe đến màn là 3m, ánh sáng dùng có bước sóng λ = 0,6µm Bề rộng của giao thoa trường là 1,5cm Số vân sáng, vân tối có được là
A N1 = 15, N2 = 14 B N1 = 17, N2 = 16
C N1 = 21, N2 = 20 D N1 = 19, N2 = 18
Câu 21/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc
Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4m Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8mm Toạ độ của vân sáng bậc 3 là:
Câu 22/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,2mm, khoảng cách
từ hai khe sáng đến màn ảnh là1m, khoảng vân đo được là 2mm Bước sóng của ánh sáng là:
C 0,4 10-3µm D 0,4 10-4µm
Câu 23/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc
Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4m Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8mm Toạ độ của vân tối bậc 4 về phía + là:
Câu 24/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc
Khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 4m Khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp đo được là 4,8mm Toạ độ của vân sáng bậc 5 là:
Câu 25/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai
khe đến màn là 2m, bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là 0,5µm Tại A trên màn trong vùng giao thoa cách vân trung tâm một khoảng 2,75 mm là
A vân tối bậc 6 phía - B vân tối bậc 4 phía +
C vân tối bậc 5 phía + D vân sáng bậc 6 phía +
Câu 26/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng trắng, biết
λđ = 0,76µm và λt = 0,4µm Khoảng cách giữa hai khe là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m Bề rộng quang phổ bậc 3 trên màn là:
Câu 27/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ hai
khe đến màn là 1m, bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là 0,5µm Tại A trên màn trong vùng giao thoa cách vân trung tâm một khoảng 1,375 mm là
A vân sáng bậc 6 phía + B vân tối bậc 4 phía +
C vân tối bậc 5 phía + D vân tối bậc 6 phía +
Câu 28/ Người ta thực hiện giao thoa ánh sáng đơn sắc với hai khe Young cách nhau 2mm, khoảng cách giữa
hai khe đến màn là 3m, ánh sáng dùng có bước sóng λ = 0,5µm Bề rộng của giao thoa trường là 1,5cm Số vân sáng, vân tối có được là
A N1 = 19, N2 = 18 B N1 = 21, N2 = 20
Trang 4Ôn tập giao thoa và lượng tử ánh sáng 1 4 GV : Ngô Thanh Long
C N1 = 25, N2 = 24 D N1 = 23, N2 = 22
Câu 29/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe sáng là 0,3mm, khoảng cách
từ hai khe sáng đến màn ảnh là 1m, khoảng vân đo được là 2mm Bước sóng của ánh sáng là:
Câu 30/ Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, các khe sáng được chiếu bằng ánh sáng trắng, biết
λđ = 0,76µm và λt = 0,4µm Khoảng cách giữa hai khe là 0,3mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m Bề rộng quang phổ bậc 2 trên màn là:
31 Kim loại có công thoát êlectrôn là A = 2,62 eV Khi chiếu vào kim loại này hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,4 µ m và λ2 = 0,2 µ m thì hiện tượng quang điện:
A xảy ra với cả 2 bức xạ C xảy ra với bức xạ λ1 , không xảy ra với bức xạ λ2
B không xảy ra với cả 2 bức xạ D xảy ra với bức xạ λ2 , không xảy ra với bức xạ λ1
32 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Cu lít giơ là 12 kV Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen
đó bằng
A 1,035.10-8 m B 1,035.10-9 m C 1,035.10-10 m D 1,035.10-11 m
33 Khi chiếu hai ánh sáng có bước sóng λ1 = 3200Å và λ2 = 5200Å vào một kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện, người ta thấy tỉ số các vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron bằng
2 Tìm công thoát của kim loại ấy Cho biết: Hằng số Planck, h = 6,625.10-34J.s; điện tích electron, e = -1,6.10-19C; vận tốc ánh sáng c = 3.108m/s.
34 Khi chiếu một chùm ánh sáng có tần số f vào catốt một tế bào quang điện thì có hiện tượng quang điện xảy ra Nếu dùng một điện thế hãm bằng -2,5 V thì tất cả các quang electron bắn ra khỏi kim loại
bị giữ lại không bay sang anốt được Cho biết tần số giới hạn quang điện của kim loại đó là 5.1014s-1; Cho h = 6,625.10-34J.s; e = -1,6.10-19C Tính f.
A 13,2.1014Hz B 12,6.1014Hz C 12,3.1014Hz D 11,04.1014Hz.
35 Cường độ dòng điện chạy qua một ống Cu lít giơ bằng 0,32mA Tính số electron đập vào A nốt trong 1 phút.
A 2.1015 hạt B 1,2.1017 hạt.C 0,5.1019 hạt D 2.1018 hạt.
36 Khi tăng hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Cu lít giơ lên 2 lần thì động năng của electron khi đập vào a nốt tăng thêm 8.10-16J Tính hiệu điện thế lúc đầu đặt vào anốt và catốt của ống.
37 Giới hạn quang điện của kim loại là λ0 Chiếu vào catôt của tế bào quang điện lần lượt hai bức xạ
có bước sóng λ1=
2
0
λ
và λ2=
3
0 λ Gọi U1 và U2 là điện áp hãm tương ứng để triệt tiêu dòng quang điện thì
A U1 = 1,5U2.B U2 = 1,5U1.C U1 = 0,5U2 D U1 = 2U2.
38 Công thoát electron của một kim loại là A0, giới hạn quang điện là λ0 Khi chiếu vào bề mặt kim loại đó chùm bức xạ có bước sóng λ = 0
3
λ thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện
39 Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1và λ2 vào một tấm kim loại Các electron bật ra với vận tốc ban đầu cực đại lần lượt là v1 và v2 với v1= 2v2 Tỉ số các hiệu điện thế hãm Uh1/Uh2 để dòng quang điện triệt tiêu là
40 Đặt hiệu điện thế bằng 24800V vào 2 đầu anốt và catốt của một ống Culit giơ Tần số lớn nhất của
bức xạ tia X phát ra là
A fmax = 2.109Hz B fmax = 2.1018Hz C fmax = 6.109 Hz D fmax = 6 1018 Hz
41 Năng lượng photôn của tia Rơnghen có bước sóng 0,05.10-10m là: