* Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động trong điện trường cản có cường độ E được tính theo công thức: 2 1 2 * Với U là hiệ
Trang 1c = 3.108m/s : là vận tốc ánh sáng trong chân không.
f, λ : là tần số, bước sóng của ánh sáng (của bức xạ)
m : là khối lượng của phôtôn
2 Tia Rơnghen (tia X)
Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen
đ
Min
hc E
Trong đó
2 2
0 đ
mv mv
E = =e U+ là động năng của electron khi đập vào đối catốt (đối âm cực)
U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt
v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt
v0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v0 = 0)
m = 9,1.10-31 kg là khối lượng electron
3 Hiện tượng quang điện
= : là công thoát của kim loại dùng làm catốt
λ0 : là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt
v0Max : là vận tốc ban đầu của electron quang điện khi thoát khỏi catốt
f, λ : là tần số, bước sóng của ánh sáng kích thích
4 Tế bào quang điện:
* Để dòng quang điện triệt tiêu thì UAK≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu điện thế hãm
0 ax2
2
M h
mv
Lưu ý: Trong một số bài toán người ta lấy Uh > 0 thì đó là độ lớn
* Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động trong điện trường cản có cường độ E được tính theo công thức:
2
1 2
* Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, vA là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt,
vK = v0Max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì:
Trang 2
0
n H n
=
Với n và n0 là số electron quang điện bứt khỏi catốt và số phôtôn đập vào catốt trong cùng một khoảng thời gian t
5 Sự tích điện của quả cầu khi được chiếu sáng (điện thế cực đại V max )
Khi các photon bức quang electron ra khỏi quả cầu thì:
+ quả cầu tích điện dương tăng dần làm xuất hiện điện trường E cản trở chuyển động của quang electron
+ Điện tích của quả cầu tiếp tục tăng → điện trường E tiếp tục tăng đến một lúc nào đó điện trường đủ lớn buộc electron quay trở lại quả cầu → quả cầu tích điện thế cực đại Vmax
c h
1 Tính khoảng cách x tối đa mà electron rời xa được bản cực khi chuyển động trong điện trường:
- Công của lực điện trường: A = - Fx = - eEx
2 Tính bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anot mà các electron tới đập vào:
- Khi các quang electron bật ra khỏi catot chịu lực điện trường thì thu gia tốc a =
m
F
=
m eE
2 max
v R
* Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trường đều B
Trang 3¶ , = ( ,B) sin
- Cường độ dòng qua ống I = ne (với n là số eletcron phát ra sau 1 giây )
- Năng lượng photon của tia X có năng lượng εmax tức λmin là photon hấp thụ trọn vẹn động năng của electron: εmax=h.fmax =
min
hc
λ = 21mv2 (1) (với 21mv2 là động năng của
electron đối với catot )
- Công của lực điện trường: A =
Ví dụ: Chiếu một bức xạ có bước sóng λ = 0, 405( µm), vào bề mặt Catot của một tế bào quang
điện ta được một dòng quang điện bão hòa i, có thể làm triệt tiêu dòng quang điện này bằng hiệu điện thế hãm Uh = 1,26(V)
a Tìm vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện
b Tìm công thoát của electron đối với kim loại dùng làm Catot
c Giả sử cứ mỗi phôtôn đập vào Catot làm bức ra một electron ( Hiệu ứng quang điện 100%) Ta đo được i = 49(mA) Tính số phôtôn đập vào catot trong mỗi giây, suy ra công suấtcủa nguồn bức xạ.( Coi toàn bộ công suất này chỉ dùng chiếu sáng catot)
Bài làm:
a.Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện:
Ta thấy : Uh = 1,26 > 0 ứng với electron có vận tốc ban đầu cực đại chuyển động tới sát Anot thì dừng lại ⇒ v = 0 Do đó áp dụng định lí động năng ta có:
Trang 4c Số phôtôn đập vào catot trong mỗi giây, công suất của nguồn bức xạ.
+) Khi tất cả các electron bức ra khỏi catot trong mỗi giây chuyển động về anot ta có dòng quang điện bão hòa Do đó ta có:
Câu 2: Động năng của các electron trong nguyên tử hiđrô thay đổi một lượng là bao nhiêu khi
nguyên tử này phát ra một phôtôn có bước sóng λ =0, 486 mµ
Câu 3: phim chụp ảnh sử dụng muối AgBr để ghi ảnh tác động của ánh sáng phân tích các
phân tử AgBr thành nguyên tử Cho biết năng lượng phân li của AgBr là 23,9 Kcal.mol-1
a Xác định tần số và bước sóng của bức xạ vừa đủ phân li phân tử AgBr
b Tính lượng tử của bức xạ ứng với tần số 100MHz(Theo eV) Giải thích tại sao sóng vô
tuyến của một đài truyền hình có công suất 50000W và có tần số 100MHz không tác động lên phim
Câu 4: Một nguồn laser mạnh phát ra những xung bức xạ có năng lượng 3000J bức xạ phát ra
có bước sóng 480nm Có bao nhiêu photon trong mỗi xung như vậy?
Câu 5: Hãy xác định tần số ánh sáng cần thiết để bức được electron ra khỏi mặt kim loại nào
đó Biết rằng tần số giới hạn đối với kim loại đó là f0 = 6.1014(s-1) và sau khi thoát ra các electron này sẽ bị hãm lại hoàn toàn bởi hiệu điện thế 3V
Câu 6: Khi chiếu một bức xạ có bước sóng λ =0, 405 mµ Vào bề mặt Catot của một tế bào
quang điện ta được một dòng quang điện bão hòa có cường độ i có thể làm triệt tiêu dòng điện này bằng hiệu điện thế hãm Uh= 1,26V
a Tìm vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện
b Tìm công thoát của electron đối với kim loại làm Catot
c Giả sử cứ mỗi photon đập vào Catot làm bức ra 1 electron (hiệu suất quang điện 100%)
ta đo được i = 49mA tính số photon đập vào Catot sau mỗi giây Suy ra công suất của nguồn bức xạ (Coi toàn bộ công suất chỉ dùng để chiếu sáng Catot)
Câu 7: Catot của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có công thoát electron là :
A0=7,23.10-19(J)
a Xác định giới hạn quang điện của kim loại
b Một tấm kim loại đó cô lập được rọi sang đồng thời bởi hai bức xạ : một có tần số
f1=1,5.1015(s-1) và một có bước sóng λ 2 =0,18 mµ Tính điện thế cực đại trên tấm kim loại
Trang 5c Khi rọi bức xạ có tần số f1 vào tế bào quang điện trên để không một electron về được Anot thì hiệu điện thế giữa Anot va catot là bao nhiêu?
Câu 8: Công thoát electron đối với đồng là : A0 = 4,47 eV
a Tính giới hạn quang điện của đồng
b Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ =0,14 mµ vào quả cầu bằng đồng đặt cách li các vật
khác thì quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu?
c Chiếu một bức xạ có bước sóng λ / vào quả cầu bằng đồng cách li các vật khác thì quả cầu đạt điện thế cực đại 3V Tính λ / và vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện
Câu 9: Công tối thiểu để bức một electron ra khỏi mặt kim loại là 1,88eV Dùng lá kim loại
đó làm Catot trong một tế bào quang điện Hãy tính:
a Giới hạn quang điện của kim loại đó.
b Vận tốc ban đầu cực đại của các electron kim loại bị bắn ra khỏi kim loại khi chiếu vào
đó ánh sáng có bước sóng λ = 0 , 489µm
c Số electron tách ra khỏi mặt kim loại trong 1 phút Giả thiết tất cả các electron tách ra bị
hút về Anot và cường độ dòng quang điện thu được là: I = 0,26 mA
d Hiệu điện thế giữa Anot và Catot để dòng quang điện bị triệt tiêu
Câu 10: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn năng lượng CMR
electron tự do không thể hấp thụ hay bức xạ lượng tử ánh sáng
Câu 11: Cho ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn bước sóng giới hạn quang điện λ 0 Chiếu vào Catot của tế bào quang điện Nối hai cực của tế bào quang điện với nguồn điện một chiều hiệuđiện thế giữa 2 đầu của tế bào quang điện là 80V một ampe kế mắc vào mạch chỉ là 3,2µA
a Tính số photon đập vào Catot đã gây ra hiện tượng quang điện trong mỗi giây đồng hồ.
b Tính nhiệt lượng tỏa ra ở Anot của tế bào quang điện trong mỗi giây Giả sử electron khi
rời khỏi catot đều có vận tốc là v0 = 4.105(m/s)
Câu 12: Dùng lượng tử ánh sáng ε =hf hãy thiết lập biểu thức của áp suất ánh sáng tác động nên một bề mặt phản xạ với góc tới i
Câu 13: Giới hạn quang điện của Rb là λ0 = 0 , 81µm
a Xác định vận tốc cực đại của các electron quang điện khi chiếu ánh sáng đơn sắc có bước
sóng λ= 0 , 4µm vào Rb
b Hiệu điện thế hãm khi đặt vào tế bào quang điện có Catot Rb là bao nhiêu thì làm ngừng
được dòng quang điện
c Nếu ánh sáng tới của bước sóng giảm bớt 2nm thì phải thay đổi hiệu điện thế hãm là bao
nhiêu?
Câu 14: Tính năng lượng của các photon ứng với các ánh sáng có bước sóng 0,76 µm và 400 nm
Câu 15: Giới hạn quang điện của Vonfam là 0,275 µm
a Hỏi khi chiếu ánh sáng trắng vào vonfam thì có hiện tượng quang điện xẩy ra không? Giải thích?
b Tính động năng ban đầu cực đại của electron quang điện khi bức xạ chiếu vào có bước sóng 0,18 µm ?
c Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện ?
Trang 6Câu 16: Biết công thoát của electron ra khỏi bề mặt của nhôm và kali lần lượt là 3,45 eV và
2,25 eV Chiếu chùm sáng có tần số 7.108 MHz lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và kali
a Hiện tượng quang điện xẩy ra với bảng kim loại nào?
b Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang electron nếu có hiện tượng quang điện?
Câu 17: Chiếu bức xạ λ = 0,2 µm vào một tấm kim loại Các electron bắn ra có động năng cực đại bằng 2,5 eV Hỏi khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt 2 bức xạ λ1 = 0,6 µm và λ2 = 0,3 µm thì có hiện tượng quang điện xẩy ra với bức xạ nào? Nếu có, hãy tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện đó
Câu 18: Cho biết giới hạn quang điện của Xesi là 6600 A0
a Tính công thoát của electron ra khỏi bề mặt Xesi
b Một tế bào quang điện có catot làm bằng xesi, chiếu ánh sáng có bước sóng λ =0,5 µm vào catot Tính hiệu điện thế giữa anot và catot để cường độ dòng quang điện bằng không
Câu 19: Cho biết công thoát của đồng là 4,47 eV Chiếu bức xạ λ = 0,14 µm vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu?
Câu 20: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,405 µm vào bề mặt catot của một tế bào quang điện tạo ra một dòng điện có cường độ bão hòa Người ta có thể làm triệt tiêu dòng quang điện này bằng một hiệu điện thế hãm Uh = 1,26 V
a Tìm vận tốc ban đầu cực đại của quang electron
b Tìm công thoát của electron thoát ra khỏi bề mặt kim loại dùng làm catot
c Cho biết cường độ bão hòa là 5 mA, tính số electron quang điện thoát ra trong 1 s
d Cho công suất chiếu sáng lên catot là 1,5 W Tính hiệu suất lượng tử của tế bào quang điện
Câu 21: Một tế bào quang điện có catot làm bằng kim loại có giới hạn quang điện
λ0 = 0,578 µm
a Tính công thoát của electron ra khỏi kim loại trên
b Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng có bước sóng λ = λ0, tính vận tốc của electron quang điện khi đến anot biết rằng hiệu điện thế giữa anot và catot bằng 45 V
Câu 22: Khi chiếu vào catot của một tế bào quang điện một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,1084 µm và khi hiệu điện thế giữa anot và catot là UAK= - 2V thì cường độ dòng quang điện bằng 0
a Xác định giới hạn của kim loại dùng làm catot
b Nếu chiếu vào catot của tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng λ’ = λ/2 mà vẫn duy trì hiệu điện thế giữa anot và catot là UAK= - 2V thì động năng cực đại của các electron khi bay sang đến anot là bao nhiêu?
Câu 23: Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 µm vào bề mặt của tế bào quang điện ta có dòng quang điện bảo hòa có cường độ ibh ta có thể làm triệt tiêu dòng này với hiệu điện thế hãm Uh = 1,26V
a Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện
b Tìm công thoát của electron đối với kim loại làm catot
c Giả sử hiệu suất lượng tử là 100% thì đo được ibh = 49 mA Tính số photon đập vào catotmỗi giây và công suất bức xạ của nguồn
Trang 7Câu 24: Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,40 µm được dùng để chiếu vào tếbào quang điện công thoát A = 2,26 eV.
a Tính giới hạn quang điện
b Tính vận tốc cực đại của quang electron bật ra
c Bề mặt của catot nhận được công suất P = 3mW, cường độ dòng quang điện bảo hòa là 6,43.10-6A Tính hiệu suất lượng tử và hiệu điện thế hãm
Dạng 2 Chuyển động của các electron quang điện trong điện trường và từ trường.
+ Các bài toán thường gặp đó là xét hạt chuyển động trong điện trường đều của tụ điện
phẳng mà hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U, khoảng cách giữa hai bản tụ là d và chiều dài của hai bản tụ là l.
+ Vận tốc ban đầu cực đại trước khi bay vào:
m
eU m
A hc
v = 2 λ − 0 = 2 h
0
1) Trường hợp v0 vµ E hợp với nhau một góc α = 0 (cùng phương cùng chiều)
+ Electron chuyển động chậm dần đều dọc theo đường sức, với vận tốc ban đầu v0 và gia tốc
có độ lớn: = = > 0
md
eU m
at t v
v
at v v
2
2 0 0
+ Nếu hạt chuyển động từ điểm A đến điểm B có U AB > 0 thì vận tốc tại B được tính bằngcách áp dụng định luật bảo toàn năng lượng như sau:
m
eU v
v
mv eU
A B
B AB
2 2
2 2
2) Trường hợp v0 vµ E hợp với nhau một góc α = 180 0 (cùng phương ngược chiều)
+ Electron chuyển động nhanh dần đều dọc theo đường sức, với vận tốc ban đầu v0 và gia
tốc có độ lớn: = = > 0
md
eU m
at t v
v
at v v
2
2 0 0
+ Nếu hạt chuyển động từ điểm A đến điểm B có U AB < 0 ⇒U BA > 0 thì vận tốc tại B được tính bằng cách áp dụng định luật bảo toàn năng lượng như sau:
m
eU v
v
mv eU
A B
B BA
2 2
2 2
Trang 82) Khi hiệu điện thế giữa anốt và catốt là U AK = 5( )V thì vận tốc cực đại của electron quangđiện khi nó tới anốt là bao nhiêu?
Giải:
1) Giới hạn quang điện: = 0 62( )µ > λ = 0 4( )µ ⇒
10 6 2
10 3 10 625 6
,
Xảy ra hiện tượngquang điện
m
A hc
.
,
,
,
6
0,623 10
= 10
− 10
4 0
10 3 10 625 6 2
2
19
− 6
−
8 34
− 0
5 10 6 1
Vì vậy vận tốc cực đại khi đếnanốt tính theo công thức: v= v02+ 2 a d = 0,6232.1012+ 2.0,8791.1012 ≈ 1,465.106(m / s)
Cách 2: Độ tăng động năng bằng công của ngoại lực:
(m s)
m
eU v
v eU
mv
mv
/
,
,
, 2 12 −−3119 6
2 0
2
0
2
10 465 1
≈ 10 1
5 10 6 1 2 + 10 623 0
= 2 +
2) Tính điện tích của tụ lúc đó Biết diện tích của mỗi bản là S= 400( )cm2 , khoảng cách giữahai bản tụ là d= 0,5( )cm , công thoát electron là A= 1,4( )eV , hằng số điện môi là
1) Biết công suất bức xạ của nguồn sáng là P = 2 (mW) và cứ 1000 hạt phôtôn tới đập vào
catốt thì có 2 electron bật ra Tính cường độ dòng quang điện bão hoà
2) Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc lớn nhất rồi chobay từ A đến B trong một điện trường mà hiệu điện thế U AB= − 20( )V Tính vận tốc củaelectron tại điểm B
ĐS: 1) i bh = 1,93.10 − 6 ( )A , 2) v B= 2,67.106(m / s)
Electron quang điện chuyển động trong điện trường theo phương vuông góc với đường sức
+ Các bài toán thường gặp đó là xét hạt chuyển động trong điện trường đều của tụ điện
phẳng mà hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U, khoảng cách giữa hai bản tụ là d và chiều dài của hai bản tụ là l.
+ Vận tốc ban đầu cực đại trước khi bay vào:
m
eU m
A hc
v = 2 λ − 0 = 2 h
0
3) Trường hợp v0 ⊥E
Trang 9+ Chọn hệ trục toạ độ vuông góc Oxy, gốc O trùng với vị trí lúc hạt đi vào tụ điện, trục Ox cóphương song song với hai bản tụ có chiều cùng với chiều chuyển động của hạt và trục Oy cóphương chiều trùng với phương chiều của lực điện tác dụng lên hạt.
+ Phân tích chuyển động thành hai thành phần:
+ Theo phương Ox: chuyển động quán tính với vận tốc v0, còn theo phương Oy: chuyển độngbiến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng 0 và gia tốc có độ lớn: = = > 0
md
eU m
t v x
+ Phương trình quỹ đạo: 2 2
0
2
= x v
a
y (Parabol)
+ Vận của hạt ở thời điểm t: ( ) ( ) 2 ( )2
0 2 2 2
+ Gọi τ là thời gian chuyển động trong điện trường, hai trường hợp có thể xảy ra:
– Nếu hạt đi được ra khỏi tụ tại điểm D có toạ độ (x , D y D) thì:
0 2
0
= τ
=
v
l a
y
l v x
D D
– Nếu hạt chạm vào bản dương tại điểm C có toạ độ (x , C y C) thì: a h
h a y
v x
l , min
+ Gọi ϕlà góc lệch của phương chuyển động của hạt tại điểm M có hoành độ x thì có thể tính
bằng một trong hai cách sau:
- Đó chính là góc hợp bởi tiếp tuyến tại điểm đó so với trục hoành, tức là:
y
- Đó là góc hợp bởi véctơ vận tốc và trục Ox tại thời điểm t:
2 0 0
'
'
v
ax v
at x
VD 1: (ĐH Xây dựng HN – 2001) Xét một tế bào quang điện.
1) Khi chiếu vào catốt của tế bào quang điện một bức xạ đơn
sắc có bước sóng 0,495( )µm thì có hiện tượng quang điện Để
triệt tiêu dòng quang điện, giữa anốt và catốt phải có một hiệu
điện thế hãm Uh Hỏi hiệu điện thế hãm thay đổi bao nhiêu nếu
như bước sóng của bức xạ trên giảm 1,5 lần
2) Biết công thoát electron của catốt A= 1,875( )eV Chiếu vào
catốt của tế bào quang điện một bức xạ đơn sắc có bước sóng λ
Tách một chùm hẹp các electron quang điện bắn ra từ catốt cho đi vào điện trường đều củamột tụ điện phẳng tại điểm O cách đều hai bản tụ Vận tốc ban đầu v0 của các electron quang
điện có phương song song với hai bản tụ (xem hình 9.II.IV) Biết hiệu điện thế giữa hai bản tụ
Trang 10( )V
U= 0,45 , khoảng cách giữa hai bản tụ d= 2( )cm , chiều dài của tụ l= 5( )cm Tính bước sóng
λ để không có electron nào bay ra khỏi tụ điện Bỏ tác dụng của trọng lực
Giải:
1) Theo công thức Anhxtanh:
2 +
= λ
2 0
mv A hc
+ Theo định nghĩa hiệu điện thế hãm:
10 3 10 625 6
= λ 2
=
∆ −19−34 8−6 ,
, ,
,
2) Sau khi chiếu bức xạ λ 1chùm electron quang điện bay ra với vận tốc v0, và electron quangđiện tiếp tục đi vào trong điện trường của tụ điện Phân tích chuyển động thành hai thànhphần:
+ Theo phương Ox: chuyển động quán tính với vận tốc v0, còn theo phương Oy: chuyển độngbiến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng 0 và gia tốc có độ lớn:
( 2)
12 2
− 31
−
19
−
10 4
≈ 10 2 10 1
45 0 10 6 1
, ,
+ Vì vậy phương trình chuyển động của electron trong điện trường là:
2
t v x
+ Phương trình quỹ đạo: x x y a v
v
a
y 2 2 022
0
2
=
⇔ 2
+ Điều kiện để electron không ra khỏi tụ điện là khi y= d2 thì x≤l Thay vào (1) suy ra:
( )J d
mal mv
2
02 0 2
05 0 10 4 10 1 9
= 2
≤ 2
nó được thoả mãn với các electron quang điện có động năng cực đại: mv hc−A
λ
= 2
19
− 19
−
8 34
− 19
− 19
10 275 2 + 10 785 1 6 1
10 3 10 625 6
= 10 275 2 +
≥ λ
⇒ 10 275 2
≤
−
,
,
+ Tất nhiên, để xảy ra hiện tượng quang điện thì điều kiện đầu tiên là:
( )m A
19
−
8 34
−
10 785 1 6
10 3 10 625 6
,
.+ Tóm lại: 0,377.10−6 ( )m ≤ λ ≤ 0,663.10−6( )m
ĐS: 1) ∆U ≈ 1,25( )V , 2) 0,377.10−6 ( )m ≤ λ ≤ 0,663.10−6( )m
VD 2: Hai bản kim loại phẳng có độ dài l= 30( )cm đặt nằm ngang, song song cách nhau mộtkhoảng d= 16( )cm Giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế U = 4,55( )V Hướng một chùm hẹp cácelectron quang điện có vận tốc cực đại v0(được bứt ra từ tấm kim loại có giới hạn quang điện
( )µm
62
0
=
λ0 , khi chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,25( )µm ), theo phương ngang đi vào giữa hai
bản tại điểm O cách đều hai bản (xem hình 10.II.IV) Xem điện trường giữa hai bản là đều và
bỏ qua tác dụng của trọng lực đối với electron
Trang 111) Xác định dạng quỹ đạo của chùm electron khi đi trong khoảng
giữa hai bản và thời gian chuyển động trong đó
2) Xác định phương chiều và độ lớn của véctơ vận tốc electron
khi nó vừa ra khỏi hai bản
Giải:
+ Từ công thức Anhxtanh suy ra vận tốc ban đầu cực đại của các
electron quang điện:
,
,
,
6 31
−
6
−
8 34
− 6
−
8 34
− 0
10 1
10 62 0
10 3 10 625 6
− 10
25 0
10 3 10 625 6 2
+ Phân tích chuyển động thành hai thành phần:
+ Theo phương Ox: chuyển động quán tính với vận tốc v0, còn theo phương Oy: chuyển độngbiến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng 0 và gia tốc có độ lớn:
( 2)
12 2
− 31
−
19
−
10 5
= 10 16 10 1 9
55 4 10 6 1
eE
.
, ,
+ Vì vậy phương trình chuyển động của electron trong điện trường là:
2
t v x
+ Phương trình quỹ đạo: 12 2 2
12 2
2 0
5 2
= 10 2
10 5
= 2
+ Gọi τ là thời gian chuyển động trong điện trường, hai trường hợp có thể xảy ra:
– Nếu hạt đi được ra khỏi tụ tại điểm D có toạ độ (x , D y D) thì:
( )s v
l a
0 2
0
10 3
= 10
3 0
=
= τ
– Nếu hạt chạm vào bản dương tại điểm C có toạ độ (x , C y C) thì:
a
d d
12
2 2
0
10 3 10
8 , 1 10 5
10 16 2
τ
: chứng tỏ electron đập vào bản
dương Vì vậy, thời gian chuyển động là τ = 1 , 8 10 − 7 ( )s
2) Gọi β là góc hợp bởi véctơ vận tốc và trục Ox tại thời điểm hạt bắt đầu đi ra ngoài (lúc này
7 12
0
42 10
10 8 , 1 10 5 '
y v
v tg
x
y
.+ Độ lớn vận tốc tại đó:
Trang 121) Trường hợp v0 vµ Oyhợp với nhau một góc 0 0 < α < 90 0
+ Chọn hệ trục toạ độ vuông góc Oxy, gốc O trùng với vị trí
lúc hạt đi vào tụ điện, trục Ox có phương song song với hai
bản tụ có chiều cùng với chiều chuyển động của hạt và trục
Oy có phương chiều trùng với phương chiều của lực điện
tác dụng lên hạt
+ Phân tích chuyển động thành hai thành phần:
+ Theo phương Ox: chuyển động quán tính với vận tốc
α
= 0
0 v sin
v x , còn theo phương Oy, chuyển động biến đổi đều
với vận tốc ban v0y =v0cos α và với gia tốc có độ lớn:
sin
2 0
0
at t v
y
t v
x
α α
+ Phương trình quỹ đạo: x ( g )x
2 2 2 0
+
+ Gọi τ thời gian chuyển động thì y=h⇔(v ) +a =h
2 cos
2 0
τ τ α
+ Hạt đập vào bản dương tại điểm C có toạ độ:
sin
2 0
0
τ τ α
τ α
a v
2) Trường hợp v vµ 0 Oy hợp với nhau một góc 90 0 < α < 180 0
+ Chọn hệ trục toạ độ vuông góc Oxy, gốc O trùng với vị trí
lúc hạt đi vào tụ điện, trục Ox có phương song song với hai
bản tụ có chiều cùng với chiều chuyển động của hạt và trục
Oy có phương chiều trùng với phương chiều của lực điện
tác dụng lên hạt
+ Phân tích chuyển động thành hai thành phần:
+ Theo phương Ox, chuyển động quán tính với vận tốc
α
= 0
0 v sin
v x , còn theo phương Oy, chuyển động biến đổi đều
với vận tốc ban đầu v0y =v0cosαvà với gia tốc có độ lớn: = = > 0
md
eU m
0
at t v
y
t v x
cos sin
+ Phương trình quỹ đạo: x ( g )x
v
a
α 2
2 2 0
cot