Lượng tử ánh sáng (Lý thuyết và bài tập đầy đủ dạng)

Chương lượng tử ánh sáng (Lý thuyết và bài tập, Dành cho học sinh lớp 12 và luyện thi THPT Quốc Gia và xét tuyển vào đại học cao đẳng)Bài 1 : Hiện tượng quang điện ngoàiBài 2 : Hiện tượng quang điện trongBài 3 : Mẫu nguyên tử Bo Bài 4 : Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sángBài 5 : Sự phát quang Sơ lược về lazeTrong mỗi bài gồm :Lý thuyếtCác dạng toán thường gặp và phương pháp giảiBài tập và câu hỏi trắc nghiệmĐáp án và phương pháp giảiNếu có vấn đề gì thắc mắc, các em có thể liên hệ với thầy qua facebook : Thầy Bá Hoàng

Bài 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐI

điện vào lá kẽm tích điện âm gắ

của điện nghiệm bị cụp lại, chứng t

Thay lá kẽm tích điện âm bằ

quan sát thấy hiện tượng này xảy ra

Kết quả thí nghiệm trên chỉ

quang vào lá kẽm (hoặc kim lo

Héc xơ gọi hiện tượng này là hi

Hiện tượng quang điện ngoài (g

làm bật các electron ra khỏi kim lo

Các electron bị bật ra gọi là các electron quang đi

2 Thí nghiệm với tế bào quang đi

Để khảo sát hiện định lượng v

a) Cấu tạo:

Tế bào quang điện là một bình b

chân không), bên trong có hai đi

Anốt A: thường là một vòng dây kim lo

Katốt K: thường là một ch

kim loại mỏng u

b) Thí nghiệm

Bố trí thí nghiệm như sơ đồ

UAK giữa anốt và catốt)

n âm bằng các kim loại khác (đồng, bạc,…) thì hi

có thể giải thích được nếu công nhận khi chi

c kim loại khác) đã làm cho các electron bật ra kh

ng này là hiện tượng quang điện ngoài (hay gọi t

m tích điện dương thì hiện tượng quang điện v

ẽm hút trở lại ngay nên điện tích của lã k

n chùm sáng hồ quang bằng tấm thủy tinh thì hi

i lá kẽm, hiện tượng quang điện chỉ xảy ra v

n ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện): là hi

t vòng dây kim loại

t chỏm cầu kim loại mà ta cần khảo sát (ho

ng uốn thành nửa hình trụ)

ồ hình vẽ (biến trở R có tác dụng làm thay đ

c,…) thì hiện tượng cũng

n khi chiếu ánh sáng hồ

t ra khỏi lá kim loại Và

i tắt là hiện tượng quang

n vẫn xảy ra nhưng hầu

a lã kẽm không thay đổi

y tinh thì hiện tượng quang điện

y ra với ánh sáng tử ngoại n): là hiện tượng ánh sáng

n (hay quang electron, quang điện tử)

i ta dùng tế bào quang điện không khí (tế bào quang điện

Khi chưa chiếu ánh sáng vào katot thì kim của mili ampe kế chỉ số 0

Chiếu sáng katốt bằng các ánh sáng đơn sắc

có bước sóng khác nhau (bằng cách sử dụng

các kính lọc sắc khác nhau) thì thấy khi bước

sóng ánh sáng nhỏ hơn một giá trị nào đó kim

của mili ampe kế lệch khỏi vị trí số 0, tức là có

dòng điện trong mạch Dòng điện này gọi là

dòng quang điện

Tăng dần hiệu điện thế giữa anot và katot

(UAK) thì cường độ dòng quang điện tăng

Nhưng khi UAK tăng đến một giá trị nào đó,

tiếp tục tăng UAK thì cường độ dòng quang

điện không tăng nữa, giá trị này được gọi là

cường độ dòng quang điện bão hòa (Ibh)

Tăng cường độ chùm sáng thì thấy cường độ

dòng quang điện bão hòa cũng tăng

Di chuyển con chạy C sang nửa biến trở bên

phải để hiệu điện thế UAK mang giá trị âm thì thấy

khi UAK  -Uh thì dòng quang điện bị triệt tiêu (Iqđ

= 0) Uh được gọi là độ lớn hiệu điện thế hãm

c) Giải thích:

Khi chiếu vào katot ánh sang thích hợp thì có hiện tượng quang điện xảy ra và các electron quang điện bật ra khỏi katot Dưới tác dụng của điện trường hướng từ anot sang katot, các electron này chuyển động về phía anot tạo thanh dòng quang điện

Tăng hiệu điện thế UAK thì số electron đi về anot tăng, tức là cường độ dòng quang điện tăng

Khi tăng UAK đến một giá trị nào đó thì tất cả các electron quang điện bứt ra khỏi katot đều đã đi được về anot nên nếu tiếp tục tăng UAK thì cường độ dòng quang điện không tăng nữa

Khi UAK  -Uh thì hiện tượng quang điện vẫn xảy ra nhưng tất cả các electron quang điện bứt ra ở katot đều không đi được đến anot (do chịu tác dụng của điện trường cản) nên không tạo thành dòng quang điện

3 Ba định luật quang điện

Từ kết quả thí nghiệm với tế bào quang điện, người ta đã rút ra 3 định luật quang điện Định luật 1:

Mỗi kim loại dùng làm catot có một bước sóng giới hạn 0 xác định gọi là giới hạn quang điện Hiện tượng quang điện chỉ xảy khi bước sóng  của ánh sáng kích thích nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện

Đường đặc trưng vôn – ampe của tế bào quang điện Ibh1

-Từ điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện, suy ra định nghĩa giới hạn quang điện: là bước sóng lớn nhất có thể gây ra được hiện tượng quang điện đối với kim loại

4 Thuyết lượng tử

Dùng thuyết sóng ánh sáng không giải thích được 3 định luật quang điện

Để khắc phục bế tắc này, năm 1900 Max Plank đã đưa ra giả thuyết gọi là giả thuyết Pank: Nguyên tử hay phân tử không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành

từng phần riêng lẻ, mỗi phần đó mang một năng lượng  = hf

Với  gọi là lượng tử năng lượng (đơn vị: J)

f là tần số của ánh sáng

h = 6,625.10-34 (J.s) gọi là hằng số Plank Năm 1905, Anbert Einstein (Anhxtanh) đã mở rộng giả thuyết của Plank thành thuyết lượng

tử ánh sáng gồm các nội dung sau:

 Chùm sáng giống như một chùm hạt Mỗi hạt gọi là 1 photon

 Khi ánh sáng truyền đi, các photon bay dọc theo chiều truyền của tia sáng

 Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều có năng lượng như nhau bằng 

= hf Khi ánh sáng truyền đi, năng lượng của các photon không thay đổi, không phụ

thuộc vào khoảng cách đến nguồn sáng

 Photon chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động Trong chân không, photon bay với tốc độ

c = 3.108 m/s

 Nguyên tử, phân tử hấp thụ hay bức xạ ánh sáng cũng có nghĩa là hấp thụ hay bức xạ photon Mỗi lần một nguyên tử (phân tử) phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng chỉ phát ra hay hấp thụ 1 photon

 Khi xảy ra hiệu ứng quang điện, nguyên tử hấp thụ 1 photon làm giải phóng ra 1 electron Năng lượng photon được dùng vào làm 2 việc:

*Thứ nhất, cung cấp cho electron một năng lượng để thoát ra khỏi nguyên tử (năng

lượng gọi là công thoát)

*Thứ hai, cung câp cho electron một động năng ban đầu để nó bay đi Đối với các

electron lớp ngoài cùng thì động năng này có giá trị cực đại

Thế nhưng, để giải thích hiện tượng quang điện, ta lại phải thừa nhận chùm sáng là một chùm hạt (chùm các photon)

Như vậy, ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Người ta nói rằng, ánh sáng có tính lưỡng tính sóng – hạt

Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rõ một trong hai tính chất trên Khi tính sóng thể hiện rõ, thì tính hạt lại mờ nhạt, và ngược lại

Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, photon ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính hạt thể hiện rõ nét (tính ion hóa môi trường, làm phát quang, gây ra hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên) còn tính sóng bị mờ nhạt Trái lại, sóng điện từ có bước sóng dài, thì tính sóng lại thể hiện rõ nét hơn (giao thoa, nhiễu xạ…), còn tính hạt bị mờ nhạt

Giới hạn quang điện của một số chất

Bạc Ag Đồng Cu Kẽm Zn Nhôm Al Natri Na Kali K Xesi Cs Canci Ca

0,260 0,300 0,350 0,360 0,500 0,550 0,660 0,750

B-CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

c là tốc độ ánh sáng trong chân không, c = 3.108 (m/s)

2 Công thoát (năng lượng cần thiết để bứt 1 electron ra khỏi nguyên tử)

A = hf0 =

0

hcλ

Với f0 là tần số giới hạn quang điện; 0 là bước sóng giới hạn quang điện

Chú ý:

-Đổi đơn vị:

, 0 thường có đơn vị m, phải đổi về m: 1 m = 10-6 m

, A ngoài đơn vị chuẩn là J, người ta còn hay dùng đơn vị eV: 1 eV = 1,6.10-19 J

-Điều kiện để hiện tượng quang điện xảy ra: f  f0 hay   0

3 Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

m.v2

2 0max

m.v2

2 0max 0

 Các kim loại kiềm và một số kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện ở trong vùng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng nhìn thấy gây ra được hiện tượng quang điện với các kim loại kiềm và một số kim loại kiềm thổ)

 Giá trị của hiệu điện thế hãm (hiệu điện thế để triệt tiêu dòng quang điện) không phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích, chỉ phụ thuộc bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại làm catod (A hoặc 0).

II/ Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1 Phát biểu nào sau đây là sai ?

A Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài

B Các electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng gọi là quang electron

C Dòng quang điện là dòng điện được sinh ra bởi hiện tượng quang điện

D Thủy tinh không màu hấp thụ mạnh các bức xạ hồng ngoại

Câu 2 Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm, thì

A tấm kẽm mất dần điện tích dương B tấm kẽm mất dần điện tích âm

C tấm kẽm trở nên trung hòa điện D điện tích âm của tấm kẽm không đổi

Câu 3 Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A bước sóng của ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại đó để gây ra được hiện tượng quang điện

B công thoát của electron ở bề mặt kim loại đó

C bước sóng giới hạn của ánh sang kích thích để gây ra hiện tượng quang điện đối với kim loại đó

D hiệu điện thế hãm để dòng quang điện bị triệt tiêu

Câu 4 Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra hiện tượng quang điện

B bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra hiện tượng quang điện

C công nhỏ nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó

D công lớn nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó

Câu 5 Phát biểu nào sau đây không đúng ?

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

B Các kim loại khác nhau có giới hạn quang điện khác nhau

C Các kim loại kiềm và một số kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện thuộc vùng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy

D Tia hồng ngoại gây ra được hiện tượng quang điện ngoài ở kim loại

Câu 6 Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi

A chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân heli

B chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp

C cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này

D tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt

Câu 7 Phát biểu nào sau đây là sai ?

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

B Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện chỉ phụ thuộc bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại dùng làm catốt

C Đối với mỗi ánh sáng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích

D Các kim loại thường dùng đều có giới hạn quang điện trong miền tử ngoại, trừ các kim loại kiềm và một vài kim loại kiềm thổ

Câu 8 Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc vào

A Tần số ánh sáng kích thích B bản chất của kim loại

C bước sóng của ánh sáng kích thích D cường độ của chùm sáng kích thích

Câu 9 Một chùm ánh sáng đơn sắc tác dụng lên bề mặt một kim loại và làm bứt các electron

ra khỏi kim loại này Nếu tăng cường độ chùm sáng đó lên 3 lần thì

A Động năng ban đầu cực đại của các quang electron tăng 3 lần

B Động năng ban đầu cực đại của các quang electron tăng 9 lần

C Công thoát của electron giảm 3 lần

D Số lượng electron thoát ra khỏi bề mặt kim loại đó trong mỗi giây tăng 3 lần

Câu 10 Phát biểu nào sau đây là đúng ?

A Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích

B Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích

C Hiệu điện thế hãm không phụ thuộc vào bản chất của kim loại dùng làm catốt

D Hiệu điện thế hãm tỉ lệ nghịch với động năng ban đầu cực đại của electron quang điện Câu 11 Hiệu điện thế hãm dòng quang điện không phụ thuộc vào

A bước sóng của ánh sáng kích thích B cường độ của chùm sáng kích thích

C tần số của ánh sáng kích thích D bản chất của kim loại làm catốt

Câu 12 Khi chiếu liên tục một chùm tia tử ngoại vào tấm kẽm tích điện âm gắn trên một điện nghiệm thì hai lá của điện nghiệm sẽ

A Xòe thêm ra B Cụp bớt lại C Xòe thêm rồi cụp lại D Cụp lại rồi xòe ra Câu 13 Để gây ra hiện tượng quang điện thì bức xạ rọi vào kim loại phải thỏa mãn điều kiện nào sau đây ?

A tần số nhỏ hơn hoặc bằng một tần số nào đó

B tần số nhỏ hơn một tần số nào đó

C bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện

D bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện

Câu 14 Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đây

C Giữ nguyên tần số của ánh sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, tăng cường độ của chùm sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện tăng

D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm tần số của ánh sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện giảm Câu 15 Phát biểu nào sau đây là sai ?

A Lượng tử năng lượng là lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ

B Lượng tử năng lượng là lượng năng lượng của một phôtôn

C Lượng tử năng lượng là lượng năng lượng của một hạt ánh sáng

D Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có thể nhận giá trị bất kì

Câu 16 Phát biểu nào sau đây không đúng ?

A Chùm ánh sáng là một chùm các photon

B Mỗi photon có năng lượng không xác định

C Năng lượng của một photon bằng năng lượng của một lượng tử ánh sáng

D Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số photon phát ra trong một giây

Câu 17 Phát biểu nào sau đây là sai ?

A Năng lượng của mỗi photon phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phát đến nơi thu ánh sáng

B Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ photon

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

D Các photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có photon đứng yên

Câu 18 Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Anhxtanh thì

A Năng lượng của mọi photon đều bằng nhau

B Năng lượng của một photon bằng một lượng tử năng lượng

C Năng lượng của photon giảm dần khi photon càng dời xa nguồn

D Năng lượng của photon không phụ thuộc vào tần số

Câu 19 Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một photon mang năng lượng

B Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon trong chùm

C Khi ánh sáng truyền đi các photon ánh sáng có năng lượng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sang

D Các photon có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau Câu 20 Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về

A Sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử

B Sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử

C Cấu tạo của các nguyên tử, phân tử

D Sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hidro

Câu 21 Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì năng lượng của

A Một photon tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với photon đó

B Một photon bằng năng lượng nghỉ của một electron

C Các photon trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau

D Một photon phụ thuộc vào khoảng cách từ photon đó tới nguồn phát ra nó

Câu 22 Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng ?

A Photon có thể chuyển động hoặc đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên

B Năng lượng của photon càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với photon đó càng nhỏ

C Năng lượng photon càng nhỏ khi cường độ chùm sáng càng nhỏ

D Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là photon

Câu 23 Phát biểu nào sau đây là đúng ?

A Ánh sáng vừa có tính chất song, vừa có tính chất hạt nên người ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt

B Ánh sáng không phải là sóng điện từ

C Ánh sáng có bước sóng càng dài thì tính chất hạt thể hiện càng rõ

Câu 26 Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phôtôn ánh sáng ?

A Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ

B Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động

C Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định

D Năng lượng của các phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau

Câu 27 Biết giới hạn quang điện: của bạc là 0,26 m; của đồng là 0,30 m; của kẽm là 0,35

m Một miếng hợp kim đồng nhất gồm bạc, đồng và kẽm sẽ có giới hạn quang điện là

Câu 28 Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 m Công thoát êlectron ra khỏi đồng có giá trị bằng

A 4,14 eV B 6,62 eV C 32.5 eV D 1,26 eV

Câu 29 Công thoát êlectrôn ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện của kim loại đó là

A 2,65 eV B 1,66 eV C 2,65 MeV D 1,66 MeV

Câu 32 Với ε1, ε2, ε3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ

tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì

A ε2 > ε1 > ε3 B ε3 > ε1 > ε2 C ε1 > ε2 > ε3 D ε2 > ε3 > ε1

Câu 33 Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về phôtôn ánh sáng ?

A Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ

B Phôtôn có thể tồn tại ở trạng thái chuyển động hoặc trạng thái đứng yên

C Khi ánh sáng đi từ môi trường này sang môi trường khác thì năng lượng của phô tôn bị thay đổi

D Tần số của ánh sáng càng lớn thì năng lượng của mỗi phô tôn trong chùm sáng càng lớn

Câu 34 Giới hạn quang điện của Cêsi (Cs) là 0,66 m Công thoát electron khỏi kim loại Cêsi là

A 1,88 eV B 2,88 eV C 18,8 eV D 28,8 eV

Câu 35 Cho biết hằng số Plank h = 6,625.10-34 J.s, tốc độ của ánh sáng trong chân không là c

= 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J Năng lượng của một photon ứng với ánh sáng vàng trong quang phổ vạch của natri có bước sóng (trong chân không)  = 590 nm là

A 2,11 eV B 4,47.10-19 J C 3,11 eV D 2,27.10-19 J

Câu 36 Cho biết hằng số Plank h = 6,625.10-34 J.s Năng lượng của một phô tôn của bức xạ điện từ có tần số 1,2.1015 Hz là

A 7,95.10-19 J B 8,95.10-19 J C 5,95.10-19 J D 6,95.10-19 J

Câu 37 Giới hạn quang điện của nhôm và của natri lần lượt là 0,36 µm và 0,50 µm Biết 1

eV = 1,6.10-19 J Công thoát của êlectron khỏi nhôm lớn hơn công thoát của êlectron khỏi natri một lượng là:

A 0,322 eV B 0,140 eV C 0,966 eV D 1,546 eV

Câu 38 Biết công thoát êlectron của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26 eV; 4,78 eV và 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 m vào bề mặt các kim

loại trên Hiện tượng quang điện không xảy ra với các kim loại nào sau đây ?

A Kali và đồng B Canxi và bạc C Bạc và đồng D Kali và canxi

Câu 39 Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10-19 J Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm, λ2 = 0,21 μm, λ3 = 0,32 μm và λ = 0,35 μm Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là

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

Câu 40 Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn

quang điện 0,36 µm Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ bằng

A 0,24 µm B 0,42 µm C 0,30 µm D 0,28 µm

Câu 41 Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng 0,4 μm Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng tím là n = 1,34 Mỗi phôtôn của ánh sáng này khi truyền trong nước mang năng lượng xấp xỉ bằng

A 8,15.105 m/s B 9,42.105 m/s C 2,18.105 m/s D 4,84.106 m/s

Câu 44 Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,26 m Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này là

A 7,20 eV B 1,50 eV C 4,78 eV D 0,45 eV

Câu 45 Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,75 μm, λ2 = 0,25μm vào một tấm kẽm

có giới hạn quang điện λ0 = 0,35 μm Bức xạ nào gây ra được hiện tượng quang điện với tấm kẽm ?

A.Chỉ có bức xạ λ1 B Không có bức xạ nào trong hai bức xạ trên

C.Chỉ có bức xạ λ2 D Cả hai bức xạ

Câu 46 Trong hiện tượng quang điện, vận tốc ban đầu của các êlectrôn quang điện bị bứt ra khỏi bề mặt kim loại

A có hướng luôn vuông góc với bề mặt kim loại

B có giá trị phụ thuộc vào cường độ của ánh sáng chiếu vào kim loại đó

C có giá trị từ 0 đến một giá trị cực đại xác định

D có giá trị không phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng chiếu vào kim loại đó

Câu 47 Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 µm Hiện tượng quang điện có thể xảy ra khi chiếu vào tấm kẽm bằng:

A.ánh sáng tím B.tia X C ánh sáng đỏ D tia hồng ngoại

Câu 48 Công thoát của electron khỏi một kim loại là 3,68.10-19 J Khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt hai bức xạ: bức xạ (I) có tần số 5.1014 Hz và bức xạ (II) có bước sóng 0,25

m thì

A bức xạ (II) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (I) gây ra hiện tượng quang điện

B cả bức xạ (I) và (II) đều không gây ra hiện tượng quang điện

C cả bức xạ (I) và (II) đều gây ra hiện tượng quang điện

D bức xạ (I) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (II) gây ra hiện tượng quang điện

Câu 49 Giới hạn quang điện của một kim loại làm catốt của tế bào quang điện là λ0 = 0,50

μm Biết vận tốc ánh sáng trong chân không và hằng số Plăng lần lượt là 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s Chiếu vào catốt của tế bào quang điện này bức xạ có bước sóng λ = 0,35 μm, thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện là

A.1,70.10-19 J B.70,00.10-19 J C 0,70.10-19 J D 17,00.10-19 J

Câu 50 Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720 nm, ánh sáng tím

có bước sóng λ2 = 400 nm Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là n1 = 1,33 và n2 = 1,34 Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ số năng lượng của phôtôn có bước sóng λ1 so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ2

và vận tốc ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện là 4.105 m/s Công thoát êlectrôn của kim loại làm catốt bằng

A 6,4.10-20 J B 6,4.10-21 J C 3,37.10-18 J D 3,37.10-19 J

Câu 52 Một kim loại có giới hạn quang điện là 0 Chiếu bức xạ có bước sóng bằng λ0

3 vào kim loại này Cho rằng năng lượng mà electron quang điện hấp thụ từ photon của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó Giá trị động năng này là

A 3,975.10-20J B 3,975.10-17J C 3,975.10-19J D 3,975.10-18J

Câu 54 Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ có bước sóng

λ1 = 0,26 μm và λ2 = 1,2λ1 thì vận tốc ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với v2 = 3v1

4 Giới hạn quang điện λ0 của kim loại làm catốt này là

Câu 56 Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào catôt của một

tế bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,5 µm Lấy h = 6,625 10-34J.s, c = 3.108 m/s và me = 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện

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

Câu 57 Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được

A hiện tượng quang – phát quang

B hiện tượng giao thoa ánh sáng

C nguyên tắc hoạt động của pin quang điện

D hiện tượng quang điện ngoài

Câu 58 Gọi Đ là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ; là năng lượng của phôtôn ánh sáng lục; là năng lượng của phôtôn ánh sáng vàng Sắp xếp nào sau đây đúng?

A Đ > > B > Đ > C > > Đ D > > Đ

Câu 59 Biết giới hạn quang điện của natri là 0,5 m Chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ

400 nm đến 760 nm vào một miếng kim loại natri thì vận tốc ban đầu cực đại cửa các electron quang điện là

A 5,76.105 m/s B 4,67.106 m/s C 4,67.104 m/s D 4,67.105 m/s

Câu 60 Biết giới hạn quang điện của cêsi là 0,66 m Lần lượt chiếu các bức xạ điện từ có

tần số f1 = 4.1014 Hz; f2 = 5.1014 Hz; f3 = 6.1014 Hz; f4 = 7,5.1014 Hz vào miếng kim loại cêsi Bức xạ gây ra được hiện tượng quang điện với kim loại này là

Câu 61 Biết giới hạn quang điện của kali là 0,55 m Chiếu đồng thời hai ánh sáng đơn sắc

có bước sóng 0,35 m và 0,5 m vào tấm kim loại này thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

A 6,74.105 m/s B 7,64.105 m/s C 6,74.104 m/s D 7,64.106 m/s

Câu 62 Lần lượt chiếu các bức xạ điện từ có tần số f1 và f2 (f1 > f2) vào một tấm kim loại thì

có hiện tượng quang điện xảy ra và vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện lần lượt là v1 và v2 Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ f1, f2 vào tấm kim loại này thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

2Câu 63 Biết giới hạn quang điện của bạc, đồng và natri lần lượt là 0,26 m; 0,3 m và 0,5

m Giới hạn quang điện của miếng hợp kim đồng nhất gồm bạc, đồng và natri là

Câu 64 Xét các hiện tượng sau của ánh sáng:

1 - Phản xạ 2 - Khúc xạ 3 - Giao thoa 4 - Tán sắc

5 - Quang điện 6 - Quang dẫn

Bản chất sóng của ánh sáng có thể giải thích được các hiện tượng

Câu 66 Catôt của một tế bào quang điện có công thoát A = 2,9.10-19 J Chiếu vào catôt của

tế bào quang điện trên chùm ánh sáng có bước sóng  = 0,4 µm Vận tốc ban đầu cực đại của các quang êlectron khi thoát khỏi catôt là

A 0 = 1,5 B 0 = 2 C 0 = 3 D 0 = 2,5

Câu 70 Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm bức xạ

có bước sóng 1 = 0,54 µm và bức xạ có bước sóng 2 = 0,35 µm thì vận tốc ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với v2 = 2v1 Công thoát của kim loại làm catod là:

Câu 71 Khi chiếu chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 µm vào bề mặt một tấm kim loại thì động năng ban đầu cực đại của các êlectron bật ra là 9,94.10-20 J Khi chiếu chùm bức

xạ đơn sắc có bước sóng λ2 thì động năng ban đầu cực đại của êlectron bật ra là 26,5.10-20 J Hỏi khi chiếu chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng λ3 = λ + λ1 2

2 thì động năng đầu cực đại của êlectron bật ra bằng bao nhiêu ?

A 16,6.10-20 J B 17.10-20 J C 18,22.10-20 J D 20,2.10-20 J

Câu 72 Biết tần số giới hạn quang điện của canxi là 4.1014 Hz Lần lượt chiếu vào tấm canxi

các bức xạ điện từ có tần số f 1 = 2.1014 Hz; f 2 = 3.1014 Hz; f 3 = 4.1014 Hz; f 4 = 5.1014 Hz Các bức xạ gây ra được hiện tượng quang điện với canxi là

A f 1 , f 2 B f 3 , f 4 C f 4 D f 1 , f 2 , f 3

Câu 73 Biết tần số giới hạn quang điện của canxi là 4.1014 Hz Chiếu đồng thời hai bức xạ

điện từ có tần số f 1 = 5.1014 Hz và f 2 = 6.1014 Hz vào tấm canxi thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

A 5,4.105 m/s B 5,4.106 m/s C 6,4.104 m/s D 6,4.106 m/s

Câu 74 Trong chân không, năng lượng mỗi photon của một chùm sáng đơn sắc là 3,3125.10-19 J Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng này là 1,5 Bước sóng của ánh sáng này khi truyền trong thủy tinh là

Câu 75 Chiếu bức xạ điện từ có tần số f 1 vào tấm kim loại làm bắn các electron quang điện

có vận tốc ban đầu cực đại là v1 Nếu chiếu vào tấm kim loại đó bức xạ điện từ có tần số f2

thì vận tốc của electron ban đầu cực đại là v2 = 2v1 Công thoát A của kim loại đó tính theo f1

Dạng 2: Một số dạng toán khác I/ Kiến thức cần nhớ

Hiện tượng quang điện xảy ra với tế bào quang điện

a Tính độ lớn hiệu điện thế hãm Uh (để triệt tiêu dòng quang điện)

Chú ý: Để triệt tiêu dòng quang điện UAK  -Uh

b Tính động năng (vận tốc) cực đại của electron quang điện khi đến anot

 Từ công thức Anhxtanh, ta tính được Wđ0max (động năng cực đại của electron khi vừa bứt ra khỏi catot)

Alực điện là công của lực điện, Alực điện = eUAK

Nếu UAK > 0 thì Wđmax > Wđ0max

Nếu UAK < thì Wđmax < Wđ0max

Chuyển động của electron quang điện trong điện trường:

a) electron chuyển động dọc theo cùng chiều đường sức điện

electron chịu tác dụng của lực điện F

e E

b) Tính bán kính lớn nhất của vòng tròn trên bề mặt anot mà electron đập vào

electron bị lệch nhiều nhất khi nó bứt ra song song với bề mặt catot (vuông góc với các đường sức điện) Chuyển động của electron trong điện trường giống chuyển động của vật ném ngang

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ

 Theo phương Ox: electron chuyển động thẳng đều với

e Ex2m.v (3) (phương trình này là phương trình quỹ đạo của electron trong điện trường)

electron đập vào anot thì y = d (3)

+

+

+ +

với E = UAK

d và v0max được tính từ công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện

Chuyển động của electron quang điện trong từ trường

Electron chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ FL = eBvsin (phương, chiều của FL

được xác định bằng quy tắc bàn tay trái)

*v0max

 B

thì electron chuyển động theo quỹ đạo là đường tròn bán kính R, lực

Lo-ren-xơ đóng vai trò lực hướng tâm

Hiện tượng quang điện xảy ra với quả cầu kim loại đặt cô lập về điện

*Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào một quả cầu

kim loại đặt cô lập về điện thì có hiện tượng quang

điện xảy ra, các electron bứt ra khỏi quả cầu làm cho

quả cầu mang điện tích dương

*Chiếu sáng càng lâu thì số electron bứt ra khỏi quả cầu càng nhiều, điện tích (điện thế) của quả cầu tăng

*Bên cạnh quá trình này thì quả cầu cũng hút các electron quay trở lại (do quả cầu mang điện dương, electron mang điện tích âm) Vì vậy điện tích (điện thế) của quả cầu chỉ tăng đến một giá trị nào đó thì xảy ra quá trình cân bằng động và điện tích (điện thế) của quả cầu không tăng nữa, đạt giá trị cực đại (Qmax; Vmax)

Tính điện thế cực đại của quả cầu V max

2 0maxmv

2 = Wđ0max = eVmax

max 0

H = e

p

NN

Trong đó: Ne là số electron bứt ra khỏi katot trong 1 s

Np là số photon đập vào ka tốt trong 1 s

Ne = Ibh

e (với Ibh là cường độ dòng quang điện bão hòa; e = 1,6.10

-19 C)

Np = P = Pλ

ε hc (với P là công suất của chùm sáng)

Bài toán tính các đại lượng của ống Rơnghen

Giả sử động năng ban đầu của các electron bằng 0

 Áp dụng định lý động năng, ta có:

Wđ = Alực điện = eUAK



2mv

2 = eUAK Với Wđ là động năng, v là vận tốc của chùm

electron khi đập vào đối katod

 Đối với các tia X có f max , min thì toàn bộ Wđ

chuyển hóa thành năng lượng của tia X

hf max =

min

hc

λ = max = eUAK  f max = ? min = ?

 Cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen

I = n.e = P

UVới n là số electron đập vào đối catod trong 1 s

e là độ lớn điện tích của electron; e = 1,6.10-19 C

P là công suất của ống Rơn-ghen

U là hiệu điện thế giữa anod và catod

 Lưu lượng dòng nước chảy qua đối catod của ống Rơn-ghen

Phần lớn động năng của chùm electron chuyển hóa thành nội năng làm nóng đối catod, vì vậy người ta phải làm nguội bằng một dòng nước chảy luôn bên trong nó Có thể coi toàn bộ động năng của chùm electron chuyển hóa thành nhiệt năng, ta có:

nWđ = Q = mct = DVct Trong đó:

n là số electron đập vào đối catod trong một giây

m là khối lượng nước chảy qua đối catod trong một giây

D là khối lượng riêng của nước (D = 1000 kg/m3)

V là lưu lượng nước chảy qua đối catod (m3/s)

c là nhiệt dung riêng của nước (c  4200 J/kgK)

t là hiệu nhiệt độ ở lối ra và lối vào của dòng nước

II/ Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1 Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu vào catôt chùm ánh sáng đơn sắc

có bước sóng 3.10-7 m thì có hiện tượng quang điện xảy ra và hiệu điện thế hãm đo được có

độ lớn là 1,2V Công thoát electron của kim loại làm catôt là:

A 8,545.10-19 J B 4,705.10-19 J C 2,3525.10-19J D 9,41.10-19J

Câu 2 Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số f 1 , f 2 (với f 1 < f 2) vào một quả cầu kim loại đặt

cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V1 và

V2 Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là

A V2 B V1 C V 1  V 2 D (V1 + V2)

Câu 3 Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catod của một tế bào quang điện là 0,35

m Chiếu vào catod này chùm bức xạ điện từ có bước sóng 0,2 m Để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế UAK phải

A nhỏ hơn -2,662 V B lớn hơn 2,662 V

C nhỏ hơn 2,662 V D lớn hơn -2,662 V

Câu 4 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng  = 0,18 µm vào một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện 0 = 0,3 µm đặt cô lập về điện Quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại bằng

A 2,76 V B 0,276 V C – 2,76 V D –0,276 V

Câu 5 Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 1 = 0,2 µm và 2 = 0,18 µm vào một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện 0 = 0,26 µm đặt cô lập về điện Quả cầu được tích đến điện thế cực đại bằng

Câu 6 Khi chiếu bức xạ có tần số f = 2,538.1015 Hz vào kim loại dùng catốt của tế bào quang điện thì các electron bắn ra đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm có độ lớn Uh = 8V Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt này là

A 0,495 m B 0,695 m C 0,590 m D 0,465 m

Câu 7 Chiếu ánh sáng có bước sóng  = 0,42 m vào catôt của một tế bào quang điện thì độ lớn của hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là Uh = 0,96 V Công thoát của electron khỏi kim loại làm catốt là

Câu 8 Chiếu lần lượt các bức xạ điện từ có tần số f 1 và f 2 = 2f 1 vào catod của một tế bào quang thì các electron bắn ra bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm tương ứng có độ lớn là U1 = 1,6

V và U2 = 5,4 V Công thoát của electron khỏi kim loại dùng làm catod là

Câu 9 Chiếu lần lượt hai ánh sáng đơn sắc có tần số f 1 = 1015 Hz và f 2 = 1,5.1015 Hz vào catốt của một tế bào quang điện, người ta thấy tỉ số giữa độ lớn của các hiệu điện thế hãm tương ứng bằng 1

3 Tần số giới hạn quang điện của kim loại làm catod là

A f 0 = 1015 Hz B f 0 = 1,5.1015 Hz C f 0 = 5.1015 Hz D f 0 = 7,5.1014 Hz Câu 10 Công thoát electron của đồng là 4,47 eV Khi chiếu bức xạ có bước sóng  vào quả cầu bằng đồng đặt cô lập về điện thì thấy quả cầu tích điện đến điện thế cực đại là 3,25 V Bước sóng λ bằng

Câu 11 Chiếu một bức xạ điện từ vào catod của một tế bào quang điện thì có hiện tượng quang điện xảy ra và hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện có độ lớn là 2,6 V Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

A 6,76.105 m/s B 67,6.105 m/s C 6,76.106 m/s D 67,6.106 m/s

Câu 12 Chiếu một bức xạ điện từ vào catot của một tế bào quang điện thì có hiện tượng quang điện và vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron là 9,61.105 m/s Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện có độ lớn xấp xỉ là

Câu 13 Catôt của một tế bào quang điện có công thoát A = 3,01.10-19 J Chiếu vào catôt của

tế bào quang điện trên chùm ánh sáng có bước sóng  = 0,4 µm Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện có độ lớn xấp xỉ là

Câu 14 Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,450 m và 0,243 m vào catôt của một

tế bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,500 m Hiệu điện thế hãm

để triệt tiêu dòng quang điện có độ lớn xấp xỉ bằng

Câu 15 Chiếu một bức xạ điện từ vào một quả cầu kim loại đặt cô lập về điện thì thấy có hiện tượng quang điện và điện thế cực đại của quả cầu là 1,8 V Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

A 8,17.105 m/s B 9,17.105 m/s C 8,17.106 m/s D 9,17.106 m/s

Câu 16 Cêsi (Cs) có công thoát electron là 3,01.1019 J Chiếu vào quả cầu bằng cêsi đặt cô lập về điện một chùm ánh sáng trắng có bước sóng từ 0,4 m đến 0,76 m thì điện thế cực đại của quả cầu là

A 2,224 V B 3,224 V C 1,224 V D 4,424 V

Câu 17 Biết giới hạn quang điện của natri là 5000 A0 Chiếu chùm ánh sáng trắng có tần số

từ 4.1014 Hz đến 7,5.1014 Hz vào quả cầu bằng natri đặt cô lập về điện thì điện thế cực đại của quả cầu xấp xỉ bằng

Câu 18 Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 0,2 m vào catod của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có giới hạn quang điện là 0,3 m Nếu đặt vào giữa anod và catod của tế bào quang điện này một hiệu điện thế UAK = 6 V thì động năng cực đại của các electron quang điện khi đến anod là

A 1,3.10-19 J B 1,3.10-18 J C 3,3.10-19 J D 3,3.10-18 J

Câu 19 Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 0,25 m vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,5 m Nếu đặt vào giữa anốt và catốt của tế bào quang điện này một hiệu điện thế UAK = 0,8 V thì vận tốc cực đại của các quang electron khi đến anốt xấp xỉ là

Câu 20 Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 200 nm vào catốt của một tế bào quang điện làm bằng bạc có giới hạn quang điện 260 nm Nếu đặt vào giữa anốt và catốt của tế bào quang điện này một hiệu điện thế UAK = 6 V thì vận tốc cực đại của các quang electron khi đến anốt xấp xỉ bằng

Câu 21 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 200 nm vào một kim loại có giới hạn quang điện 5500 A0 Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện rồi hướng nó vào trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E

cùng hướng với v0max

và độ lớn E = 1000 V/m Quãng đường lớn nhất mà các quang electron đi được trong điện trường

là

Câu 22 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,2 m vào một kim loại có giới hạn quang điện 0,66 m Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện rồi hướng nó vào trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E

ngược hướng với v0max

và

độ lớn E = 500 V/m Động năng cực đại của các quang electron sau khi đi được quãng đường

2 cm trong điện trường là

Câu 23 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,15 m vào một kim loại có giới hạn quang điện 0,5 m Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện rồi hướng nó vào trong điện trường của một tụ điện phẳng sao cho v0max

ngược hướng với véc tơ cường độ điện trường Biết hiệu điện thế và khoảng cách giữa hai bản tụ điện lần lượt là 10 V và 1 cm Vận tốc cực đại của các electron quang điện sau khi đi được 5 mm trong điện trường là

Câu 24 Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu chùm sáng kích thích vào catốt thì có hiện tượng quang điện xảy ra Để triệt tiêu dòng quang điện, người ta đặt vào giữa anốt

và catốt một hiệu điện thế gọi là điện áp hãm Hiệu điện thế hãm này có độ lớn

A làm tăng tốc chùm êlectrôn quang điện đi về anốt

B phụ thuộc vào bước sóng của chùm sáng kích thích

C không phụ thuộc vào kim loại làm catốt của tế bào quang điện

D tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích

Câu 25 Chiếu một bức xạ điện từ vào một điện cực phẳng M bằng kim loại thì có hiện tượng quang điện xảy ra và vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là v = 6,28.107m/s Khi các electron thoát ra, nó gặp ngay một điện trường cản có cường độ E =

750 V/m Electrôn có thể rời xa M một khoảng lớn nhất là

Câu 26 Khi chiếu một bức xạ điện từ vào catod của một tế bào quang điện thì có hiện tượng quang điện xảy ra Để làm triệt tiêu dòng điện này thì cần một hiệu điện thế hãm có độ lớn 1,3 V Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho nó đi vào một

từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B = 6.10-5 T sao cho v0max

vuông góc với B

Lực từ tác dụng lên các quang electron có độ lớn cực đại là

A 6,53.10-17 N B 6,53.10-18 N C 5,63.10-17 N D 5,63.10-18 N

Câu 27 Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng  vào một kim loại có công thoát êlectron bằng

2 eV Hứng chùm êlectron quang điện bứt ra và cho bay vào một từ trường đều có cảm ứng

từ B = 10-4 T, theo phương vuông góc với đường sức từ Biết bán kính cực đại của quỹ đạo của các êlectron quang điện bằng 23,32 mm Giá trị của 

A 0,75 µm B 0,6 µm C 0,5 µm D 0,46 µm

Câu 28 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: hai khe cách nhau 1,2mm và cách màn quan sát 1,5m Khi tiến hành thí nghiệm ở trong nước, người ta đo được khoảng vân là 0,69 mm Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đơn sắc sử dụng trong thí nghiệm là 4

3 Khi truyền trong nước, phôtôn của ánh sáng làm thí nghiệm có năng lượng bằng

A 1,7 eV B 3,6.10–19 J C 4,8.10–19 J D 2,7.10–19 eV

Câu 29 Một quả cầu kim loại đặt cô lập về điện có giới hạn quang điện 0 Chiếu vào quả cầu này chùm bức xạ có bước sóng  = 0,50 thì đo được điện thế cực đại của quả cầu là 2,48 V Giá trị của  bằng

A 250 nm B 500 nm C 750 nm D 400 nm

Câu 30 Chiếu một bức xạ có bước sóng  = 0,18 µm vào một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện 0 = 0,3 µm đặt xa các vật khác Quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại bằng

A 2,76 V B 0,276 V C – 2,76 V D – 0,276 V

Câu 31 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,3 m vào tấm kim loại có giới hạn quang điện 0,5 m Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện rồi hướng nó vào một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,25 T sao cho vận tốc của chùm electron vuông góc với các đường sức từ Bán kính cực đại của quỹ đạo của các quang electron trong từ trường là

Câu 32 Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10-4 W Số phôtôn do nguồn sáng phát ra trong 1 s là

A 5.1014 B 6.1014 C 4.1014 D 3.1014

Câu 33 Một nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz Công suất bức xạ điện

từ của nguồn là 10 W Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

A 3,02.1019 B 0,33.1019 C 3,02.1020 D 3,24.1019

Câu 34 Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.1014 Hz Công suất phát xạ của nguồn là 10 W Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

A 0,33.1020 B 0,33.1019 C 2,01.1019 D 2,01.1020

Câu 35 Một tụ điện phẳng được tích điện đến hiệu điện thế 8 V, khoảng cách giữa hai bản

tụ là 1 cm Cực âm của tụ làm bằng nhôm có giới hạn quang điện 0,36 m Chiếu vào cực

âm của tụ điện này chùm bức xạ điện từ có bức xạ 0,25 m Bán kính cực đại của vòng tròn trên cực dương mà các quang electron đập vào là

Câu 36 Chiếu bức xạ điện từ có tần số f 1vào quả cầu kim loại đặt cô lập thì xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu là V1 và động năng ban đầu cực đại của e

quang điện đúng bằng một nửa công thoát của kim loại Chiếu tiếp bức xạ có tần số f 2 = f 1 +

f vào quả cầu đó thì điện thế cực đại của quả cầu là 5V1 Nếu chiếu riêng bức xạ có tần số f

vào quả cầu trên (đang trung hòa về điện) thì điện thế cực đại của quả cầu là:

Câu 37 Catốt của một tế bào quang điện được làm bằng kim loại có công thoát electron là 1,5 eV, được chiếu bằng bức xạ đơn sắc có bước sóng  Lần lượt đặt vào giữa anốt và catốt của tế bào quang điện này các hiệu điện thế U1 = 3 V và U2 = 15 V thì thấy vận tốc cực đại của các quang elêctrôn khi đập vào anốt gấp đôi nhau Giá trị của  là:

A 0,259 m B 0,795 m C 0,497 m D 0,211 m

Câu 38 Chiếu lên bề mặt một tấm kim loại có công thoát electrôn là A = 2,1 eV chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,485 μm Người ta tách ra một chùm hẹp các electrôn quang điện có vận tốc ban đầu cực đại hướng vào một không gian có cả điện trường đều E

và từ trường đều B

U2 lần lượt là hiệu điện 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

Câu 40 Khi chiếu một chùm sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,546 m lên bề mặt một kim loại dùng làm catot của một tế bào quang điện thì thu được dòng quang điện bão hòa có cường độ I = 2.10-3 A Biết công suất của chùm sáng này là 1,515 W Hiệu suất lượng tử là

Câu 41 Chiếu bức xạ có bước sóng  = 0,552 m vào catốt của một tế bào quang điện thì thu được dòng quang điện bão hòa có cường độ Ibh = 2 mA Biết công suất của nguồn sáng chiếu vào catốt là P = 1,2 W Hiệu suất lượng tử của hiện tượng quang điện là

A 0,650% B 0,3750% C 0,550% D 0,4250%

Câu 42 Tia X phát ra từ một ống Rơnghen có bước sóng ngắn nhất là 8.10-11 m Bỏ qua động năng của chùm electron khi vừa thoát ra ở catod Hiệu điện thế UAK của ống xấp xỉ bằng

Câu 45 Trong một ống Rơnghen đang hoạt động, số electron đập vào catod trong mỗi giây

là n = 5.1015, vận tốc của mỗi electron khi đập vào đối catod là 8.107m/s Cường độ dòng điện qua ống là

A 0,8 mA B 0,08 mA C 0,4 mA D 0,04 mA

Câu 46 Trong một ống Rơnghen đang hoạt động, số electron đập vào đối catot trong mỗi giây là n = 8.1015, vận tốc của mỗi electron khi đập vào đối catod là 8.107 m/s Bước sóng nhỏ nhất mà ống có thể phát ra bằng

A 0,068.10-12 m B 0,068.10-6 m C 0,068.10-9 m D 0,68.10-11 m

Câu 47 Một nguồn sáng có công suất 20 mW, phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,4 m

Số phôtôn do nguồn sáng phát ra trong 8 s là

Câu 51 Một nguồn sáng có công suất 5 W, phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500 nm Số photon do nguồn sáng phát ra trong một giây là

Câu 52 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống cu-lít-giơ là 20 kV Cho e = 1,6.10-19

C, h = 6,625.10-34 Js, c = 3.108 m/s Bỏ qua động năng ban đầu của chùm electron Vận tốc của electron khi đập vào anốt là

Câu 53 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơn-ghen là 15 kV và cường độ dòng điện qua ống là 2 mA Đối catốt của ống được làm nguội bằng một dòng nước chảy luôn bên trong Bỏ qua động năng ban đầu của chùm electron, và cho rằng toàn bộ động năng của chùm electron chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng đối catốt Biết nhiết độ nước đi vào và

đi ra khỏi đối catốt lần lượt là 200 và 400C, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K Lưu lượng của dòng nước chảy qua ống Rơn-ghen này

là

Câu 54 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơn-ghen là 20 kV và cường độ dòng điện qua ống là 2 mA Trong 1 giây ống phát ra 5.1013 phôtôn của bức xạ tia X Biết bước sóng trunh bình của tia X là 0,1 nm Hiệu suất của ống tia Rơn-ghen là:

Câu 55 Một ống Rơn-ghen có công suất 50 W Bỏ qua động năng ban đầu của chùm electron và cho rằng toàn bộ động năng của chùm electron chuyển hóa thành nhiệt năng làm

nóng đối catốt Đối catốt được làm nguội bằng một dòng nước chảy luôn bên trong Biết hiệu nhiệt độ ở lối ra và lối vào là 400C, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của nước lần lượt là

1000 kg/m3 và 4200 J/kg.K Lưu lượng dòng nước chảy qua ống Rơn-ghen này là