GIÚP BẠN ÔN THI ĐẠI HỌC HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12] ThS.. Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình th
Trang 1GIÚP BẠN ÔN THI ĐẠI HỌC
HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12]
ThS Hoàng Hữu Tùng
GV Trường THPT Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh
Từ năm học 2008-2009, học sinh(HS) lớp 12 ở trung học phổ thông(THPT) trên cả nước được học theo chương trình SGK mới Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi tuyển sinh môn Vật lí (VL) từ phương pháp tự luận sang phương pháp thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ); với thời gian 60 phút cho 40 câu đề thi tốt nghiệp THPT, 90 phút cho 50 câu đề thi vào đại học và cao đẳng Việc ôn tập và thi bằng phương pháp TNKQ đòi hỏi HS cần nắm vững kiến thức tổng quát; do đó, HS phải suy luận logic dựa trên các định luật và kiến thức VL để đưa ra phương án trả lời nhanh và chính xác Bài viết đưa
ra một số thủ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm Vật lí(BTTNVL) chương:“Lượng tử ánh sáng ”
(VL12)
1 Cơ sở lí luận
Để giải được các BTTNVL chương:“Lượng tử ánh sáng”(VL12), HS cần nắm được:
- Các định luật quang điện, các hằng số đã biết như:
34
6, 625.10
h J s; e1,6.1019C; m9,1.1031kg; c3.108m/s;
19
1eV 1, 6.10 ( )J ; 1m106 m;
- Các dạng bài tập quen thuộc trong đề thi
- Dùng phương pháp toán học để xây dựng hằng số mới
- Dùng các phép biến đổi tương tự và hoán vị
2 Quá trình giải quyết vấn đề
Xây dựng “hằng số mới” dựa vào các hằng số đã biết, từ đó xây dựng một số thủ thuật (hệ quả) giải
nhanh BTTNVL
1) Tìm giới hạn quang điện0 m khi biết công thoát A
- Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho công thoát A J Tìm giới hạn quang điện 0 m
Xuất phá từ
0
6, 625.10 3.10 1,9875.10
( )
hc
m
Nên đơn vị 0 m đổi sang 0 m là
0
1,9875.10 10 1,9875.10
( m)
Đặt là hằng số (hằng số thứ nhất), với:
Hệ quả 1:
Ví dụ 1: Công thoát electron của volfram là 19
7,1.10
Giới hạn quang điện của Volfram có giá trị là:
A)0,500 m ; B)0,420 m; C)0,375 m; D)0,280 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 1, ta suy ra:
m
A
0
19
1,9875.10
Trang 2 m
10 1 , 7
10 9875
,
1
19
0 Đáp án đúng là D)
- Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho công thoát A eV ; tìm giới hạn quang điện0 m Ở đây người học cần đổi đơn vị công thoát A eV sang A J
Từ hệ hệ quả 1, ta có:
19
1,9875.10 1, 242
( )
Đặt là hằng số (hằng số thứ hai):
Hệ quả 2 :
Chú ý: Mối liên hệ giữa và
Ví dụ 2: Công thoát của Natri là A2, 4843 eV Giới hạn quang điện của Natri có giá trị là:
A)0,5 m; B)0,6 m; C)5 m; D)6 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 2, suy ra:
4843 , 2
242 , 1
0 Đáp án đúng là A)
2) Tìm công thoát A khi biết giới hạn quang điện0 m
Hoán vị giả thiết và kết luận của bài tập ta có các hệ quả sau:
- Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện 0 m Tìm công thoát A J
Từ hệ quả 1, ta có hệ quả 3:
Ví dụ 3: Giới hạn quang điện của Xêdi là 0 0,66 m Công thoát của Xêdi dùng làm catôt là:
A)30,114.1019J ; B)3,0114.1019J; C)3,0114.1020J; D)301,14.1019J
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 3:
19
19 0
1,9875 10
3, 0114.10 ( )
0, 66
Đáp án đúng là B)
- Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện 0 m Tìm công thoát A eV
Áp dụng hệ quả 2, ta có hệ quả 4:
Ví dụ 4: Cho giới hạn quang điện của một kim loại là 0 0,30 m, khi đó, công thoát của kim loại dùng làm catôt có giá trị là:
A)1,16eV ; B)2,21eV; C)4,14eV ; D)6,62eV
A
e
19
10 6 , 1
A J
0
eV
A
0
1, 242
Trang 3Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 4:
0
1, 242
4,14
0, 3
Đáp án đúng là C)
3) Tìm bước sóng ánh sáng kích thích m khi biết lượng tử năng lượng lượng
- Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho lượng tử năng lượng J Tìm bước sóng ánh sáng đơn sắc khi
chiếu vào Catốt m
Hệ quả 5:
Ví dụ 5: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử năng lượng 3,975.1019J Bước sóng sáng đơn sắc có giá trị là:
A)0,5mm; B)0,5 m; C)0,5nm; D)0,5pm
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 5:
10 975 , 3
10 9875 , 1
19
19
Đáp án đúng là B)
- Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho lượng tử năng lượng eV Tìm bước sóng ánh sáng đơn sắc khi chiếu vào Catốt m
Hệ quả 6:
Ví dụ 6: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử năng lượng 2,1eV ,Khi đó, bước sóng sáng đơn sắc có giá trị là:
A)0,621 m; B)0,540 m ; C)0,564 m; D)0,591 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 6, suy ra:
m
1
,
2
242
,
1
Đáp án đúng là D)
4) Tìm lượng tử năng lượng khi biết bước sóng ánh sáng kích thích m
- Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc, tìm lượng tử năng lượng J
Hệ quả 7:
Ví dụ 7: Một bức xạ điện từ có bước sóng 0,2 m Năng lượng của mỗi photon có độ lớn bằng: A)99,375.1020J; B)99,375.1019J; C)99,375.1021J) D)99,9375.1022J
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 7:
19
1,9875.10
9, 9375.10 99,375.10
- Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc, tìm lượng tử năng lượng eV
Hệ quả 8
Ví dụ 8: Năng lượng của phôton ứng với ánh sáng có bước sóng 0,41 mlà
J
m
m
eV
Trang 4A)2,1eV; B)5eV ; C)30,3eV; D)3,03eV
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 8:
eV
03 , 3 41
,
0
242
,
1
Đáp án đúng là D)
5 Tìm động năng ban đầu cực đại của quang êlectron khi biết , 0
Áp dụng công thức Anhxtanh, ta có: A W 0( max)đ ; max
1 1
Wđ A hc hc hc
;
0
0
6, 625.10 3.10
W
đ
0 (max)
0
1, 9875.10 ( )
đ
Hệ quả 9:
Ví dụ 9: Catốt của một tế bào quang điện làm bằng xêdi có giới hạn quang điện là 0,66m Chiếu
vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33m Động năng ban đầu cực đại của quang electron là:
A)3,01.1019J; B)4,01.1019J ; C)3,15.1019J ; D)2,51.1019J
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 9:
19
0 (max)
đ
;
19 0( max)
0, 66 0,33 1,9875 10
0, 66 0,33
đ
W
0( max)đ 3, 01 10
Đáp án đúng là A)
Hệ quả 10:
Ví dụ 10: Catốt của một tế bào quang điện làm bằng Niken có giới hạn quang điện là 0,248m Chiếu vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,180m Động năng ban đầu cực đại của quang electron là A)0,116eV ; B)1,891eV ; C) 0, 034eV ; D) 0,815eV
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 10:
0 (max)
đ
;
0( max)
0, 248 0,1
0, 248 0,18
đ
Đáp án đúng là B)
6) Tìm vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron khi biết , 0
2
0 max
0 (max)
2
e đ
m v
0 max
đ
e
v
m
;
19
0
0
2.1, 9875.10
;
0 0( max)
0
( )
đ
0
0 (max)
0
( )
đ
Trang 5
0 max
0
6, 6.10
Đặt là hằng số (hằng số thứ ba):
Hệ quả 11:
Ví dụ 11: Catốt của tế bào quang điện được làm từ kim loại có công thoát electron là A2,48eV 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)0 0,45 m; v0max 7,32.105m/s;
B) 0 0,45 m; v0max 6,32.105m/s;
C)0 0,5 m; v0max 6,32.105m/s;
D)0 0,5 m; v0max 7,32.105m/s
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 2:
m
48 , 2
242 , 1
Áp dụng hệ quả 11
0
0 (max)
0
) / ( 10 32 , 7 31 , 0 5 , 0
31 0 5 , 0 10 6 ,
(max)
Thực tế dạy học ở trường THPT cho thấy: việc giải BTTNVL bằng phương pháp xây dựng “Hằng số mới” chương “Lượng tử ánh sáng ” (VL12) đã có tác dụng tích cực, thu hút nhiều HS cùng tham gia giải bài
tập và nhanh chóng đưa ra kết quả chính xác, giúp HS đạt kết quả tốt trong các kỳ thi TN, và kỳ thi tuyển sinh đại học
5 Tài liệu tham khảo
1 Nguyễn Đình Noãn - Phạm Thị Phú - Nguyễn Đình Thước Bài tập trắc nghiệm Vật lí 12
NXB Đại học sư phạm, H 2008
2 Phạm Thị Phú.“Phát triển bài tập Vật lí nhằm củng cố kiến thức và bồi dưỡng tư duy linh hoạt,
sáng tạo cho học sinh”, Tạp chí Giáp dục, số 138/2006
3 Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) - Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) - Nguyễn Đức Hiệp - Nguyễn
Ngọc Hưng - Nguyễn Đức Thâm- Phạm Đình Thiết - Vũ Đình Túy - Phạm Quý Tư Sách giáo khoa,
Sách giáo viên, Sách bài tập Vật lí 12 nâng cao NXB Giáo dục, H.2008
4 Hoàng Danh Tài Hướng dẫn giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm NXB Đại họcquốc
gia, H.2009
5 Lê Văn Thành Phân loại và phương pháp giải nhanh bài tập Vật lí 12 NXB Đại học sư
phạm, H.2011
6 Nguyễn Đức Thâm.Giáo trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học
Vật lí ở trường phổ thông NXB Đại học Quốc gia, H.1998
) / (
0
0 (max)
v
5
10 6 , 6
Trang 67 Nguyễn Đình Thước Những bài tập sáng tạo về Vật lí trung học phổ thông NXB Đại học
quốc gia, H.2010
8 Nguyễn Anh Vinh.Hướng dẫn ôn tập và phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm
Vật lí 12 NXB Đại học Quốc gia, H.2011
HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP
TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12]
ThS Hoàng Hữu Tùng
Trường THPT Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh
Đăng trên “Tạp chí Giáo dục” SỐ ĐẶC BIỆT 11/2012,trang 130, 131, 133
Mail: hoanghuutung71@gmail.com; Tell: 01673.245.792