Thang Sóng Điện Từ Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy ASNT, tia tử ngoại, tia X còn gọi là tia Rơnghen và tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện từ sóng ánh sáng;
Trang 1
MỞ ĐẦU VỀ ÁNH SÁNG (SÓNG ĐIỆN TỪ)
Ánh sáng là điện từ trường lan truyền trong không gian
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có tần số xác định và màu sắc nhất định Trong chân không hay không khí, mọi ánh sáng đơn sắc truyền cùng tốc độ c = 3.108 m/s, tần số của ánh sáng đơn sắc
0
c
f
với λ0 là bước sóng trong chân
không Do đó ánh sáng có tần số càng lớn thì bước sóng càng nhỏ!
Thang Sóng Điện Từ
Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (ASNT), tia tử ngoại, tia X (còn gọi là tia Rơnghen) và tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện từ (sóng ánh sáng); chỉ khác nhau về tần số (bước sóng)
Sự khác nhau về tần số dẫn đến sự khác nhau về tính chất và công dụng của chúng
Các Loại Tia: Ánh Sáng Nhìn Thấy (ASNT), Tia Hồng Ngoại, Tia Tử Ngoại, Tia X
Bảng bước sóng của ASNT trong chân không (từ 0,38 µm đến 0,76 µm)
B.chất Đều là sóng điện từ!
Nguồn
phát
Mọi vật có nhiệt độ cao
hơn 0K đều phát ra tia
hồng ngoại
Những vật có nhiệt độ cao (từ 2000 o C trở lên) đều phát tia tử ngoại
Nguồn phát thông thường: hồ quang điện, Mặt trời, phổ biến là đèn hơi thuỷ ngân
Ống Cu-lít-giơ (hay ống tia X): Chùm electron có năng luợng lớn đập vào kim loại nguyên tử lượng lớn → phát ra tia X
Tính
chất
Tính chất nổi bật là tác
dụng nhiệt rất mạnh
Gây một số phản ứng
hoá học
Có thể biến điệu như
sóng điện từ cao tần
Tác dụng lên phim ảnh
Kích thích sự phát quang nhiều chất
Kích thích nhiều phản ứng hoá học
Làm ion hoá không khí và nhiều chất khí
Tác dụng sinh học
Bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh
Thạch anh, nước hấp thụ mạnh
Tầng ozon hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại bước sóng dưới 300nm
Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn (càng cứng)
Làm đen kính ảnh
Làm phát quang một số chất
Làm ion hoá không khí
Có tác dụng sinh lí
Công
dụng
Sấy khô, sưởi ấm…
Chụp ảnh hồng ngoại,
ống nhòm hồng ngoại
Điều khiển hồng ngoại
Trong y học: tiệt trùng, chữa bệnh còi xương
Trong CN thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm
CN cơ khí: tìm vết nứt trên bề mặt các vật
bằng kim loại
Trong y học: Chẩn đoán bệnh, chữa bệnh ung thư
CN cơ khí : kiểm tra khuyết tật trong sản phẩm đúc
Được sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay
Màu Bước sóng (λ - nm)
HIỂU RÕ VÀ VẬN HÀNH THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG + BÀI TẬP TỰ LUYỆN)
GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ
Đây là tài liệu đi kèm theo bài giảng “Thuyết lượng tử ánh sáng” thuộc khóa học PEN-M: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
Để sử dụng tài liệu hiệu quả, Bạn cần kết hợp theo dõi bài giảng với tài liệu bài giảng trước khi làm bài tập tự luyện và so sánh với đáp án
Sóng Vô Tuyến Tia Hồng Ngoại ASNT Tia Tử Ngoại Tia X (Rơnghen) Tia Gamma
Tần số f
Bước sóng λ
Trang 2BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1(ĐH-2009): Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là:
A. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen
B. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia Rơn-ghen, tia tử ngoại
C. ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen
D. tia Rơn-ghen, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại
Câu 2: Có bốn bức xạ: ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia X và tia γ Các bức xạ này được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần là:
A tia X, ánh sáng nhìn thấy, tia γ, tia hồng ngoại
B tia γ, tia X, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy
C tia γ, tia X, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại
D tia γ, ánh sáng nhìn thấy, tia X, tia hồng ngoại
Câu 3(ĐH-2014): Trong chân không, các bức xạ có bước sóng tăng dần theo thứ tự đúng là
A sóng vô tuyến; tia hồng ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X và tia gamma
B tia hồng ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X; tia gamma và sóng vô tuyến
C ánh sáng nhìn thấy; tia tử ngoại; tia X; tia gamma; sóng vô tuyến và tia hồng ngoại
D tia gamma; tia X; tia tử ngoại; ánh sáng nhìn thấy; tia hồng ngoại và sóng vô tuyến
Câu 4(CĐ-2010): Trong các loại tia: Rơn-ghen, hồng ngoại, tự ngoại, đơn sắc màu lục; tia có tần số nhỏ nhất là
A. tia tử ngoại B. tia hồng ngoại C. tia Rơn-ghen. D. tia đơn sắc màu lục
Câu 5: Có ba bức xạ đơn sắc: đỏ, lam, tím truyền trong một môi trường Các bức xạ này được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần là:
A. lam, tím, đỏ B. tím, lam, đỏ C. tím, đỏ, lam D. đỏ, tím, lam
Câu 6: Trong chân không, bước sóng của tia X lớn hơn bước sóng của
A tia tử ngoại B ánh sáng nhìn thấy C tia hồng ngoại D tia gamma
Câu 7: Với λ1, λ2, λ3 lần lượt là bước sóng của các bức xạ màu đỏ, màu vàng và màu tím thì
A.λ1 > λ2 > λ3 B.λ3 > λ2 >λ1 C.λ3 > λ1> λ2 D.λ2 > λ1> λ3
Câu 8(CĐ-2014): Trong chân không, xét các tia: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X và tia đơn sắc lục Tia có bước sóng nhỏ nhất là
A tia hồng ngoại B tia đơn sắc lục C tia X D tia tử ngoại
Câu 9 (CĐ-2014): Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
A Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ
B Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím
C Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh
D Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất
Câu 10: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ
B. Tia hồng ngoại được sử dụng để tìm khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại
C. Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học
D. Tính chất nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
Câu 11(ÐH-2008): Tia Rơnghen có
A. cùng bản chất với sóng âm B. bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại
C. cùng bản chất với sóng vô tuyến D. điện tích âm
Câu 12(CĐ-2008): Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên kính ảnh
B. Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ
C. Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím
D. Tia tử ngoại bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh và làm ion hoá không khí
Câu 13(CĐ-2008): Tia hồng ngoại là những bức xạ có
A. bản chất là sóng điện từ
B. khả năng ion hoá mạnh không khí
C. khả năng đâm xuyên mạnh, có thể xuyên qua lớp chì dày cỡ cm
D. bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng đỏ
Câu 14: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
A. Tia tử ngoại làm phát quang một số chất
B. Tia tử ngoại có một số tác dụng sinh lí: diệt khuẩn, diệt nấm mốc,
C. Tia tử ngoại làm đen kính ảnh
D. Tia tử ngoại là dòng các êlectron có động năng lớn
Trang 3Câu 15: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
A. Tia hồng ngoại có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X
B. Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ
C. Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt
D. Tia hồng ngoại truyền được trong chân không
Câu 16: Nhâ ̣n đi ̣nh nào sau đây sai khi nói về tia hồng ngoa ̣i ?
A. Tia hồng ngoa ̣i do các vâ ̣t bi ̣ nung nóng phát ra
B. Là bức xa ̣ không nhìn thấy được có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng đỏ
C. Tác du ̣ng lên phim ảnh hồng ngoại
D. Bản chất là sóng điê ̣n từ
Câu 17: Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là đúng?
A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có khả năng ion hóa chất khí như nhau
B Nguồn phát ra tia tử ngoại thì không thể phát ra tia hồng ngoại
C Tia hồng ngoại gây ra hiện tượng quang điện còn tia tử ngoại thì không
D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy
Câu 18: Khi nói về tính chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là sai?
A.Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có tác dụng nhiệt
B.Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cùng có bản chất sóng điện từ
C.Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là các bức xạ không nhìn thấy
D Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng tia tử ngoại
Câu 19: Tia Rơn-ghen có bước sóng
A.nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại B.nhỏ hơn bước sóng của tia gamma
C.lớn hơn bước sóng của tia tử ngoại D.lớn hơn bước sóng của ánh sáng tím
Câu 20: Tia hồng ngoại
A. có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng tím B. không truyền được trong chân không
C. không có tác dụng nhiệt D. có cùng bản chất với tia γ
Câu 21: Bước sóng của tia hồng ngoại nhỏ hơn bước sóng của
A.sóng vô tuyến B.tia Rơnghen C.ánh sáng tím D.ánh sáng đỏ
Câu 22(CĐ-2010): Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần
B. Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học
C. Tia hồng ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng đỏ
D. Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
Câu 23(CĐ-2013): Tia Rơn-ghen (tia X) có tần số
A.nhỏ hơn tần số của tia màu đỏ B.lớn hơn tần số của tia gamma
C.nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại D lớn hơn tần số của tia màu tím
Câu 24(QG-2015): Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng?
A Bước sóng của tia hồng ngoại lớn hơn bước sóng của tia tử ngoại
B Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại
C Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại
D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí
Câu 25: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều
A có thể kích thích sự phát quang của một số chất B là các tia không nhìn thấy
C không có tác dụng nhiệt D bị lệch trong điện trường
Câu 26 (CĐ-2014): Tia X
A có bản chất là sóng điện từ B có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia γ
C có tần số lớn hơn tần số của tia γ D mang điện tích âm nên bị lệch trong điện trường
Câu 27: Khi nói về tia X (tia Rơnghen), phát biểu nào sau đây là sai?
A.Tia X có khả năng đâm xuyên
B.Tia X có bản chất là sóng điện từ
C.Tia X là bức xạ không nhìn thấy được bằng mắt thường
D Tia X có tần số nhỏ hơn tần số tia hồng ngoại
Trang 4Câu 28: Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, sóng vô tuyến cực ngắn FM, ánh sáng đỏ, được sắp xếp theo thứ tự thể hiện tính chất sóng tăng dần là
A. tử ngoại, sóng FM, hồng ngoại, tia đỏ B. hồng ngoại, tử ngoại, tia đỏ, sóng FM
C. tử ngoại, tia đỏ, hồng ngoại, sóng FM D. sóng FM, tử ngoại, hồng ngoại, tia đỏ
Câu 29: Tia hồng ngoại
A được ứng dụng để sưởi ấm B.là ánh sáng nhìn thấy, có màu hồng
C.không truyền được trong chân không D.không phải là sóng điện từ
Câu 30(CĐ-2007): Tia hồng ngoại và tia Rơnghen đều có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng dài ngắn khác nhau nên
A. chúng bị lệch khác nhau trong từ trường đều
B. có khả năng đâm xuyên khác nhau
C. chúng bị lệch khác nhau trong điện trường đều
D. chúng đều được sử dụng trong y tế để chụp X-quang (chụp điện)
Câu 31: Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có khả năng ion hóa chất khí như nhau
B. Nguồn phát ra tia tử ngoại thì không thể phát ra tia hồng ngoại
C. Tia hồng ngoại gây ra hiện tượng quang điện còn tia tử ngoại thì không
D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy
Câu 32: Phát biểu nào trong các phát biểu sau đây về tia Rơnghen là sai?
A.Tia Rơnghen truyền được trong chân không
B.Tia Rơnghen không bị lệch hướng đi trong điện trường và từ trường
C Tia Rơnghen có bước sóng lớn hơn bước sóng tia hồng ngoại
D.Tia Rơnghen có khả năng đâm xuyên
Câu 33(ĐH-2014): Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng?
A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại
B Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại
C Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí
D Tần số của tia hồng ngoại nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại
Câu 34(CĐ-2010): Trong các nguồn bức xạ đang hoạt động: hồ quang điện, màn hình máy vô tuyến, lò sưởi điện, lò
vi sóng; nguồn phát ra tia tử ngoại mạnh nhất là
A. màn hình máy vô tuyến B. lò vi sóng C. lò sưởi điện D. hồ quang điện
Câu 35: Tia tử ngoại
A. có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia gamma B. có tần số tăng khi truyền từ không khí vào nước
C. không truyền được trong chân không D. được ứng dụng để khử trùng, diệt khuẩn
Câu 36(ĐH-2009): Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ
B. Các vật ở nhiệt độ trên 20000C chỉ phát ra tia hồng ngoại
C. Tia hồng ngoại có tần số nhỏ hơn tần số của ánh sáng tím
D. Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
Câu 37(ĐH-2010): Tia tử ngoại được dùng
A. để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại
B. trong y tế để chụp điện, chiếu điện
C. để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh
D. để tìm khuyết tật bên trong sản phẩm bằng kim loại
Câu 38(ĐH-2014): Trong chân không, bước sóng ánh sáng lục bằng
Câu 39: Tia X được tạo ra bằng cách nào trong các cách sau đây?
A. Chiếu tia hồng ngoại vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
B. Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn
C. Chiếu chùm êlectron có động năng lớn vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
D. Chiếu một chùm ánh sáng nhìn thấy vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
Trang 5Câu 40: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
A.Tia tử ngoại làm phát quang một số chất
B.Tia tử ngoại có một số tác dụng sinh lí: diệt khuẩn, diệt
C.Tia tử ngoại làm đen kính ảnh
D.Tia tử ngoại là dòng các êlectron có động năng lớn
Câu 41(ĐH-2014): Tia X
A cùng bản chất với tia tử ngoại B cùng bản chất với sóng âm
C có tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại D mang điện tích âm nên bị lệch trong điện trường
Câu 42(QG-2015): Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây đúng?
A Tia X có khả năng đâm xuyên kém hơn tia hồng ngoại
B Tia X có tần số nhỏ hơn tần số của tia hồng ngoại
C Tia X có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy
D Tia X có tác dụng sinh lí: nó hủy diệt tế bào
Câu 43(QG-2016): Tia X không có ứng dụng nào sau đây?
A Chữa bệnh ung thư B Tìm bọt khí bên trong các vật bằng kim loại
C Chiếu điện, chụp điện D Sấy khô, sưởi ấm.
Câu 44: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?
A.Tia tử ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng tím
B.Tia tử ngoại tác dụng rất mạnh lên kính ảnh
C Tia tử ngoại có bản chất không phải là sóng điện từ
D.Tia tử ngoại bị thuỷ tinh và nước hấp thụ rất mạnh
Câu 45: Khi nói về tia Rơnghen (tia X), phát biểu nào dưới đây là đúng?
A Tia Rơnghen có tác dụng lên kính ảnh
B.Tia Rơnghen bị lệch trong điện trường và trong từ trường
C.Tần số tia Rơnghen nhỏ hơn tần số tia hồng ngoại
D.Trong chân không, bước sóng tia Rơnghen lớn hơn bước sóng tia tím
Câu 46: Ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,75 μm ứng với màu
Câu 47: Tính chất nào sau đây không phải là của tia tử ngoại?
A.Không bị nước hấp thụ B.Làm ion hóa không khí
C.Tác dụng lên kính ảnh D.Có thể gây ra hiện tượng quang điện
Câu 48: Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng 0,40 μm Ánh sáng này có màu
Câu 49: Tia X được tạo ra bằng cách nào trong các cách sau đây?
A Chiếu tia hồng ngoại vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
B Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn
C Chiếu chùm êlectron có động năng lớn vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
D Chiếu một chùm ánh sáng nhìn thấy vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn
Câu 50(QG-2016): Tầng ôzôn là tấm “áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng hủy diệt của
A tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời B tia đơn sắc màu đỏ trong ánh sáng Mặt Trời
C tia đơn sắc màu tím trong ánh sáng Mặt Trời D tia hồng ngoại trong ánh sáng Mặt Trời
Câu 51(MH-2017): Hiện nay, bức xạ được sử dụng để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay là
A. tia hồng ngoại B. tia tử ngoại C. tia gamma D tia Rơn-ghen
Trang 6ÁNH SÁNG CÓ LƯỠNG TÍNH SÓNG VÀ HẠT, CHUYÊN ĐỀ NÀY CHÚNG TA NGHIÊN CỨU VỀ TÍNH
CHẤT HẠT CỦA ÁNH SÁNG (LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG)
PHẦN I THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1 Giả Thuyết của Planck về Lượng Tử Năng Lượng
Theo nhà bác học người Đức, Planck, Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát
xạ có giá trị hoàn toàn xác định, được ký hiệu là ε và có biểu thức ε = h.f
Trong đó: f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h là hằng số Plack có giá trị h = 6,625.10–34 J.s
2 Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính:
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác định = h.f, cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây
Đổi đơn vị: 1 eV = 1,6.10-19 C.V = 1,6.10-19 J
Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng
Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn
Chú ý: khi ánh sáng đơn sắc truyền trong các môi trường:
Ánh sáng đơn sắc f khi truyền từ môi trường này tới môi trường khác thì chu kì, tần số, màu sắc của nó không đổi, do
đó năng lượng của photon cũng không thay đổi!
Trong chân không hay không khí, tốc độ truyền sóng c = 3.108 m/s và bước sóng 0
Trong môi trường trong suốt chiết suất là n (đối với ánh sáng đơn sắc này) thì tốc độ và bước sóng v c
n
mt
n
→ Năng lượng photon:
0
hc hc hf
n
Dạng 1: Lí Thuyết Về Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
Bài Tập Tự Luyện
Câu 1(ĐH-2007): 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 tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô
C. cấu tạo của các nguyên tử, phân tử
D. sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử
Câu 2(ĐH-2008): Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của
A. một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn
B. một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó
C. các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
D. một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó
Câu 3(ÐH-2009): Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Năng lượng phôtôn càng nhỏ khi cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ
B. Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên
C. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ
D. Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn
Câu 4(ÐH-2010): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn
B. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng
C. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s
D. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn
Câu 5(ĐH-2012): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng
B. Phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng khác nhau
C. Năng lượng của một phôtôn không đổi khi truyền trong chân không
D. Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động
Trang 7Câu 6(ĐH-2013): Khi nói về photon phát biểu nào dưới đây đúng:
A. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, các photon đều mang năng lượng như nhau
B. Photon có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên
C. Năng lượng của photon càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với photon đó càng lớn
D. Năng lượng của photon ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của photon ánh sáng đỏ
Câu 7: Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì điều nào sau đây không đúng?
A Phôtôn chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên
B Trong chân không các phôtôn chuyển động dọc theo tia sáng với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng
C. Năng lượng của các phôtôn như nhau với mọi chùm ánh sáng
D Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây
Câu 8(QG-2015): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây đúng?
A Phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc có năng lượng càng lớn nếu ánh sáng đó có tần số càng lớn
B Năng lượng của phôtôn giảm dần khi phôtôn ra xa dần nguồn sáng
C Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động
D Năng lượng của mọi loại phôtôn đều bằng nhau
Câu 9(QG-2016): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
A Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên
B Năng lượng của các phôtôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau
C Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn
D Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108 m/s
Câu 10(CĐ-2009): Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 m Lấy h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m/s
và e = 1,6.10-19 C Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
A. 3,37.10-19 J B. 7,07.10-19 J C. 2,11.10-19 eV D. 2,11.10-18 J
Câu 11: Tất cả các phôtôn truyền trong chân không có cùng
Câu 12(CĐ-2013): Phôtôn có năng lượng 0,8 eV ứng với bức xạ thuộc vùng
A.tia tử ngoại B tia hồng ngoại C.tia X D.sóng vô tuyến
Câu 13(ĐH-2014): Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là 0,60 μm Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng
Câu 14: Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38 μm đến 0,76 μm Cho biết: hằng số Plăng h = 6,625.10−34 J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1eV = 1,6.10−19 J Các phôtôn của ánh sáng này có năng lượng nằm trong khoảng
A từ 2,62 eV đến 3,27 eV B từ 1,63 eV đến 3,27 eV
C từ 2,62 eV đến 3,11 eV D từ 1,63 eV đến 3,11 eV
Câu 15(CĐ-2008): 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 bằng
A. 5
9
133
133
134
Câu 16: Một phôtôn có năng lượng ε, truyền trong một môi trường với bước sóng λ Với h là hằng số Plăng, c là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không Chiết suất tuyệt đối của môi trường đó là:
A. c
h
c
hc
D. hc
Câu 17: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: hai khe cách nhau 1,2 mm và cách màn 1,5 m 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 3,6.10–19J B 4,8.10–19 J C 2,7.10–19 eV D 1,69 eV
Câu 18(CĐ-2009): Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là Đ, L và T thì
A.T > L > eĐ B.T > Đ > eL C.Đ > L > eT D.L > T > eĐ
Câu 19(CĐ-2012): Gọi Đ, L, T lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím Ta có
A.Đ > L > T B.T > L > Đ C.T > Đ > L D.L > T > Đ
Câu 20(ĐH-2013): Gọi Dlà năng lượng của photon ánh sáng đỏ, Llà năng lượng của photon ánh sáng lục, Vlà năng lượng của pho ton ánh sáng vàng Sắp xếp nào sau đây đúng:
A. V L D B. L V D C. L D V D. D V L
Trang 8Dạng 2: Công Suất Nguồn Sáng
Kiến Thức Cần Nhớ
Công suất nguồn sáng (hoặc chùm sáng) phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số f :
hc
P n n.hfn
Trong đó, n là số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
Bài Tập Tự Luyện
[Cho biết]: Điện tích electron là qe = − 1,6.10 -19 C; hằng số Plăng h = 6,625.10 -34 J.s; tốc độ ánh sáng trong
chân không c = 3.10 8 m/s
Câu 1 (CĐ-2009): Công suất bức xạ của Mặt Trời là 3,9.1026 W Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là
A. 3,3696.1030 J B. 3,3696.1029 J C. 3,3696.1032 J D. 3,3696.1031 J
Câu 2(CĐ-2010): 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 được nguồn phát ra trong 1 s là
A. 5.1014 B. 6.1014 C. 4.1014 D. 3.1014
Câu 3(ÐH-2010): Một nguồn sáng chỉ 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 4(ĐH-2013): 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 photon mà nguồn phát ra trong ba giây xấp xỉ bằng:
A. 0,99.1020 B. 0,99.1019 C. 6,03.1019 D. 6,03.1020
Câu 5: Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc, có công suất 1 W, trong mỗi giây phát ra 2,5.1019 phôtôn Bức xạ do đèn phát ra là bức xạ
Câu 6: Một bút laze phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng 532 nm với công suất 5 mW Một lần bấm sáng trong thời gian 2 s, bút phát ra bao nhiêu phôtôn ?
A 2,68.1016 phôtôn B 1,86.1016 phôtôn C 2,68.1015 phôtôn D 1,86.1015 phôtôn
Câu 7: 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 của chùm laze là 105 MW Số phôtôn có trong mỗi xung là:
A 5,2.1020 hạt B 2,62.1029 hạt C 2,62.1025 hạt D 2,62.1015 hạt
Câu 8: 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 μm 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
Câu 9: Hai nguồn sáng λ1 và f2 có cùng công suất phát sáng Nguồn đơn sắc bước sóng λ1 = 0,60 μm phát ra 3,62.1020 phôtôn trong 1 phút Nguồn đơn sắc tần số f2 = 6.1014Hz phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1 giờ?
A 3,01.1020 B 1,09.1024 C 1,81.1022 D 5,02.1018
Câu 10: Chiếu bức xạ tử ngoại có bước sóng 0,26 μm, công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm để êlectron bật ra Biết rằng cứ 1000 phôton tử ngoại đập vào kẽm thì có một êlectron thoát ra Số êlectron thoát ra từ tấm kẽm trong 1 s là
Câu 11(ĐH-2012): Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45m với công suất 0,8 W Laze B phát ra chùm bức
xạ có bước sóng 0,60m với công suất 0,6 W Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là
3 4
Trang 9Câu 12: Laze A phát ra chùm bức xạ bước sóng 400 nm với công suất 0,6 W Laze B phát ra chùm bức xạ bước sóng
λ với công suất 0,2 W Trong cùng một khoảng thời gian, số photon do laze B phát ra bằng một nửa số photon do laze
A phát ra Bước sóng chùm laze B phát ra là
Câu 13(ÐH-2011): 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. 4
1
1
2
5
Câu 14: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 μm vào một chất thì thấy có hiện tượng phát quang Cho biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,5% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 150 phôtôn ánh sáng kích thích cho một phôtôn ánh sáng phát quang Bước sóng ánh sáng phát quang là
Câu 15: Cường độ của một chùm sáng hẹp đơn sắc có bước sóng 0,5μm khi chiếu vuông góc tới bề mặt của một tấm kim loại là I (W/m2), diện tích của bề mặt kim loại nhận được ánh sáng tới là 32 mm2 Cứ 25 phôtôn tới bề mặt tấm kim loại thì giải phóng được một electron quang điện và số electron bật ra trong 1s là 3,2.1013 Giá trị của I là
A 9,9375 W/m2 B 9,9735 W/m2 C 8,5435 W/m2 D 8,9435 W/m2
Câu 16: Hai tấm kim loại A, B hình tròn được đặt gần nhau, đối diện nhau (trong chân không) A được nối với cực âm
và B được nối với cực dương của nguồn điện một chiều Để làm bứt các electron từ mặt trong của tấm A người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc công suất 4,9 mW mà mỗi photon có năng lượng 9,8.10-19 J vào mặt trong của tấm A thì cứ
100 phôton chiếu vào có một electron quang điện bứt ra Một trong số những electron bứt ra chuyển động đến B để tạo
ra dòng điện có cường độ 1,6 μA Tỉ lệ phần trăm electron quang điện bứt ra khỏi A không đến được B là
Câu 17: Một nguồn sáng có công suất 2 W, phát ra ánh sáng có bước sóng λ = 0,597 µm tỏa ra đều theo mọi hướng Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4 mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có 80 phôtôn lọt vào mắt trong 1 s Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là
Câu 18: Một nguồn sáng có công suất 10 W, phát ra ánh sáng có bước sóng 650 nm tỏa ra đều theo mọi hướng Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4 mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có n phôtôn lọt vào mắt trong 1 s Môi trường hấp thụ photon, cứ sau 60 m thì số photon truyền tới lại giảm 5% Khoảng cách xa
nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là 9 km Giá trị của n là
Câu 19: Người ta dùng một laze nấu chảy một tấm thép 1 kg Công suất chùm laze là 10 W Biết tấm thép có nhiệt độ ban đầu là t0 = 300C,nhiệt dung riêng là 448 J/kg.độ, nhiệt nóng chảy là 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là TC = 15350 C Thời gian tối thiểu để tan chảy hết tấm thép là
Câu 20: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép Công suất chùm là P = 10 W Đường kính của chùm sáng là d = 1 mm, bề dày của tấm thép là e = 2 mm Nhiệt độ ban đầu của tấm thép là t0 = 300C
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= 15350 C.Thời gian tối thiểu để khoan là
Trang 10PHẦN 2: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI, QUANG ĐIỆN TRONG VÀ
QUANG PHÁT QUANG
Vật bị
chiếu sáng
Bề mặt kim loại Khối chất bán dẫn Chất có khả năng phát quang
Khái niệm
Là hiện tượng các electron bất khỏi bề mặt kim loại khi được chiếu sáng
Là hiện tượng các electron liên kết được giải phóng thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống khi khối bán dẫn được chiếu sáng
Là hiện tượng chất phát quang hấp thụ bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác
Đặc điểm
Hiện tượng xảy ra khi:
0
hc A
0 :
giới hạn quang điện của kim loại, phụ thuộc bản chất kim loại
Giới hạn quang điện của bạc, đồng, kẽm, nhôm nằm trong vùng tử ngoại; của canxi, kali, natri, xesi nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy
Hiện tượng xảy ra khi:
0
0
: giới hạn quang dẫn của bán dẫn, phụ thuộc bản chất của bán dẫn
Giới hạn quang dẫn của các bán dẫn hầu như trong vùng hồng ngoại
Vì vậy, năng lượng để giải phóng electron liên kết trong bán dẫn thường nhỏ hợp công thoát A của eletron từ bề mặt kim loại
Sự phát quang của các chất lỏng
và khí gọi là sự huỳnh quang, ánh sáng phát quang tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích
Sự phát quang của các chất rắn gọi là sự lân quang, ánh sáng phát quang kéo dài một khoảng thời gian ngắn khi tắt ánh sáng kích thích
Bước sóng phát quang dài hơn bước sóng kích thích
Ứng dụng
Thiết bị tự động đóng - mở cửa nhà ga, … Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện Sơn phát quang: quét trên các biển báo giao thông, hoặc ở đầu các cọc
chỉ giới đường…
Dạng 1 Bài Tập Về Hiện Tượng Quang Điện Ngoài
Hiện Tượng Quang Điện Ngoài
Cho biết: hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J
Tích hc = 1,9875.10-25
Câu 1(ÐH-2011): Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng êlectron 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 2: Hiện tượng nào sau đây là hiện tượng quang điện?
A Êlectron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng
B Êlectron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào
C Êlectron bị bật ra khỏi kim loại khi kim loại có điện thế lớn
D Êlectron bật ra khỏi mặt kim loại khi chiếu tia tử ngoại vào kim loại
Câu 3: Giới hạn quang điện của kim loại phụ thuộc vào:
A. bản chất của kim loại đó B. năng lượng của photon chiếu tới kim loại
C. màu sắc của ánh sáng chiếu tới kim loại D. cường độ chùm ánh sáng chiếu vào
Câu 4: Khi chiếu vào kim loại một chùm ánh sáng mà không thấy các electron thoát ra vì
A. chùm ánh sáng có cường độ quá nhỏ B. công thoát e nhỏ hơn năng lượng phôtôn
C. bước sóng ánh sáng lớn hơn giới hạn quang điện D. kim loại hấp thụ quá ít ánh sáng đó
Câu 5(QG-2015): Công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 6,625.10-19 J Giới hạn quang điện của kim loại này là
Câu 6(CĐ-2007): Công thoát của electron ra khỏi một kim loại là 1,88 eV Giới hạn quang điện của kim loại đó là
A. 0,33 μm B. 0,22 μm C. 0,66 10-19 μm D. 0,66 μm
Câu 7: Công thoát êlectron của một kim loại là 4,14 eV Giới hạn quang điện của kim loại này là
Câu 8(CĐ-2012): Ánh sáng nhìn thấy có thể gây ra hiện tượng quang điện ngoài với
A. kim loại bạc B. kim loại kẽm C. kim loại xesi D. kim loại đồng
Câu 9: Giới hạn quang điện của các kim loại kiềm như canxi, natri, kali, xesi nằm trong vùng
A. ánh sáng tử ngoại B. ánh sáng nhìn thấy được C. ánh sáng hồng ngoại D. cả ba
Câu 10: Giới hạn quang điện của các kim loại như bạc, đồng, kẽm, nhôm nằm trong vùng
A. ánh sáng tử ngoại B. ánh sáng nhìn thấy được C. ánh sáng hồng ngoại D. cả ba