cấp cứu 5 - chương lượng tử ánh sáng

* 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 1

TRƯỜNG THPT PHẠM PHÚ THỨ GV: NGUYỄN HỒNG LĨNH

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP

MÔN VẬT LÍ 12 CHƯƠNG V: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

TÓM TẮT KIẾN THỨC

1 Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)

2

hc

e

l

Trong đó h = 6,625.10-34 Js là hằng số Plăng.

c = 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

*Công thức Anhxtanh

2

0 ax

2

M mv hc

e

l

Trong đó

0

hc A

l

= 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

* Để dòng quang điện triệt tiêu thì UAK ≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu điện

thế hãm

2

0 ax

2

M h

mv

eU =

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:

e U = mv - mv

* Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện):

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.

Công suất của nguồn bức xạ: n0 n hf0 n hc0

p

e

l

Cường độ dòng quang điện bão hoà: Ibh q n e

bh bh bh

H

e

l

Þ

Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu đồng thời nhiều bức

xạ thì khi tính các đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện thế hãm Uh, điện thế cực đại VMax, … đều được tính ứng với bức xạ có λMin

(hoặc fMax)

4 Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrô

* Tiên đề Bo

mn

hc

e

l

-* Bán kính quỹ đạo dừng thứ

n của electron trong nguyên tử hiđrô:

rn = n2r0

Với r0 =5,3.10-11m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K)

mn

nhận phôtôn Em phát phôtôn

En E

m > E

n

Trang 2

K

M

N

O

L

P

Banme

Pasen

Hα

Hβ

Hγ

Hδ

n=1

n=2

n=3 n=4 n=5 n=6

* Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô:

2

13, 6 ( )

n

= - Với n ∈ N*

* Sơ đồ mức năng lượng

- Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K

Lưu ý: Vạch dài nhất λLK khi e chuyển từ L → K

Vạch ngắn nhất λ∞ K khi e chuyển từ ∞ → K.

- Dãy Banme: Một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong

vùng ánh sáng nhìn thấy

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L

Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch:

Vạch đỏ Hα ứng với e: M → L

Vạch lam Hβ ứng với e: N → L

Vạch chàm Hγ ứng với e: O → L

Vạch tím Hδ ứng với e: P → L

Lưu ý: Vạch dài nhất λML (Vạch đỏ Hα)

Vạch ngắn nhất λ∞ L khi e chuyển từ ∞ → L.

- Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M

Lưu ý: Vạch dài nhất λNM khi e chuyển từ N → M.

Vạch ngắn nhất λ∞ M khi e chuyển từ ∞ → M.

Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô:

13 12 23

λ = λ + λ và f13 = f12 +f23 (như cộng véctơ)

: BÀI TẬP Câu 1 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp

B Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nó

bị nung nóng

C Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh

D Hiện tượng quang điện là hiện êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch

Câu 2 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang

điện 0,35µ m Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bước sóng là

A 0,1µ m B 0,2µ m C 0,3µ m D 0,4µ m

Câu 3 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 được hiện tượng quang điện

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

C Công nhỏ nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó

D Công lớn nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó

Câu 4 Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hoà khi

A Tất cả các êlectron bật ra từ catôt khi catốt được chiếu sáng đều về được anôt

B Tất cả các êlectron bật ra từ cotôt được chiếu sáng đều quay trở về được catôt

C Có sự cân bằng giữa số êlectron bật ra từ catôt và số êlectron bị hút quay trở lại catôt

D Số êlectron từ catôt về anốt không đổi theo thời gian

Câu 5 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại

B Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc bước sóng của chùm ánh sáng kích thích

C Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc tần số của chùm ánh sáng kích thích

Trang 3

D Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc cường độ

của chùm ánh sá`ng kích thích

Câu 6 Công thoát e của Natri là 2,5eV Điều kiện về bước sóng để xảy ra hiện

tượng quang điẹn đối với Na là bức xạ kích thích phải có bước sóng:

A lớn hơn 0,5µ m B lớn hơn hoặc bằng 0,5µ m

C bằng hơn 0,5µ m B nhỏ hơn hoặc bằng 0,5µ m

Câu 7 Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ vào catôt của tế bào quang

điện có bước sóng giới hạn λ0 Để e bật ra khỏi hẳn cactốt thì

A λ>λ0 B λ≥λ0 C λ<λ0 D λ=λ0

Câu 8 Một tia X có bước sóng 2nm, năng lượng của mỗi phôtôn ứng với nó là:

A 2eV B 6eV C 621eV D 117eV

Câu 9 Để gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ rọi vào kim loại được thoả

mãn điều kiện nào sau đây?

A Chỉ cần tần số bức xạ bằng giới hạn quang điện

B Tàn số nhỏ hơn giới hạn quang điện

C Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện

D Bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện

Câu 10 Giới hạn quang điện của Na là 0,5µ m Công thoát e của nó là:

A 1,24eV B 2,48eV C 3,65eV D 3,975eV

Câu 11 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tám kẽm có giới hạn quang

điện 0,35µ m Hiện tượng quang điện sẽ khong xảy ra khi chùm bức xạ có

bước sóng :

A 0,15µ m. B 0,25 µ m C 0, 33µ m D 0,41µ m

Câu 12 Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là 0,3µ m Công

thoát e của nó là:

A 1,16eV B 2,21eV C 4,14eV D 6,62eV

Câu 13 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,2µ m vào một quả

cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện Giới hạn quang điện của đồng là 0,3µ m

Điện thế cực đại mà quả cầu đạt được so với đất có giá trị là:

A 1,34V B 2,07V C 3,12V D 4,26V

Câu 14 Giới hạn quang điện của kim loại là 0,4µ m Công thoát e của nó là:

A 1eV B 5.10-19 J C 5.10-19 eV D 3,2.10-19eV

Câu 15 Chọn câu đúng.

A Khi tăng cường độ của chùm ánh sáng kích thích kên hai lần thì cường độ

dòng quang điện tăng lên hai lần

B Khi tăng bước sóng của chùm ánh sáng kích thích lên hai lần thì cường độ

dòng quang điện tăng lên hai lần

C Khi giảm bước sóng của chùm ánh sáng kích thích xuống hai lần thì cường

độ dòng quang điện tăng lên hai lần

D Khi ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng quang điện Nếu giảm bước

sóng của chùm bức xạ thì động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện

tăng lên

Câu 16 theo quang điểm của thuyết lượng tử phát biểu nào sau đây là không

đúng?

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

B Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm

C Khi ánh sáng truyền đi các phôtôn ánh sáng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng

D Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau

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

B Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc vào bản chất kim loại dùng làm catôt

C Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện không phụ thuộc vào bước sóng của chùm ánh sáng kích thích

D Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc vào bước sóng của chùm ánh sáng kích thích

Câu 18 Một ống Cu-lít-giơ ( ống tia X )có công suất 800W, hiệu điện thế giữa anôt và catôt có giá trị 20kV

Số electron qua ống trong mỗi giây là

( Cho e 1,6.10 C = −19 )

A 2,5.10 B 18 2,5.10 C 20 2,5.10 D 17 2,5.10 19

Câu 19 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catốt của tế bào quang điện để

triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,9V vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là bao nhiêu?

A 5,2 105 m/s B 6,2 10 5 m/s C 7,2 105 m/s D.8,2 105 m/s

Câu 20 Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào catôt của

một tế bào quang điện, được làm bằng Na Giới hạn quang điện của Na là 0,50

m

µ Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là

A 3,28 105 m/s B 4,67 10 5 m/s C 5,45 105 m/s D 6,33 105 m/s

Câu 21 Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc

có bước sóng 0,330µ m Để triệt tiêu quang điện cần một hiệu điện thế hãm có

giá trị tuyệt đối là 1,38 V Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là

A 0,521µ m B 0,442µ m C 0,440µ m D 0,385µ m

Câu 22 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,276µ m vào catôt của một tế bào quang điện thì hiệu điện hãm có giá trị tuyệt đối bằng 2 V Công thoát của kim loại dùng làm catôt là

A 2,5eV B 2,0eV C 1,5eV D 0,5eV

Câu 23 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5µ m Vận tốc ban đầu cực đại của êlectronquang điện là

A 2,5 105 m/s B 3,7 105 m/s C 4,6 105 m/s D 5,2 105 m/s

Trang 4

8

Câu 24 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,20 µ mvào một qủa

cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 µ m

Điện thế cực đại mà quả cầu đạt được so với đất là

A 1,34 V B 2,07 V C 3,12 V D 4,26 V

Câu 25 Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ=0,18µ m Vận tốc ban

đầu cực đại của êlectron quang điện là

A 9,85 105 m/s B 8,36 106 m/s C 7,56 105 m/s D.6,54 106 m/s

Câu 26 Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ = 0 , 18 µ m Vào catôt của

một tế bào quang điện Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là

m

0µ

λ Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là

A.Uh =−1,85V. B.Uh =−2,76V. C.Uh =−3,20V. D.

V

25

,

4

Uh =−

Câu 27 Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là

2,2 eV Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng λ Để triệt tiêu dòng

quang điện cần đặt một hệu điện thế hãm Uh = UAK = 0,4 V tần số của bức xạ

điện từ là

A 3,75 1014 Hz B 4,58 1014 Hz C 5,83 1014 Hz D 6,28 1014 Hz

Câu 28 Công thoát của kim loại Na là 2,48 eV Chiếu một chùm bức xạ có

bước sóng 0,36µ mvào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na Vận tốc ban

đầu cực đại của êlectron quang điện là

A 5,84 105 m/s B 6,24 105 m/s C 5,84 106 m/s D 6,24 106 m/s

Câu 29 Công thoát của kim loại Na là 2,48 eV Chiếu một chùm bức xạ có

bước sóng 0,36µ mvào tế bào quang điện có catôt làm bằng Nathì cường độ

dòng quang điện bão hoà là 3 µ A Số êlectron bị bứt ra khỏi catôt trong

mỗi giây là

A 1,875 1013 B 2,544 1013 C 3,263 1012 D 4,827 1012

Câu 30 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim

loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp

B Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng êlectron bị bắn ra khỏi kim loại

khi kim loại bị đốt nóng

C Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng êlectron liên kết được giải

phóng thành êlectron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bằng bức xạthi1ch hợp

D Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng điện trở của vật dẫn kim loại

tăng lên khi chiếu ánh sáng vào kim loại

Câu 31 Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62µ m Chiếu vào

chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số f1 = 4,5 1014 Hz; f2

= 4,5.1013Hz; f3 = 5.1013 Hz; f4 = 6,0 1014 Hz; thì hiện tượng quang dẫn sẽ xảy

ra với

A Chùm bức xạ 1 B Chùm bức xạ 2

C Chùm bức xạ 3 D Chùm bức xạ 4

Câu 32 Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho ở điểm nào dưới

đây?

A Hình dạng quỹ đạo của các êlectron

B Lực tương tác giữa êlectron và hạt nhân nguyên tử

C Trạng thái có năng lượng ổn định

D Mô hình nguyên tử có hạt nhân

Câu 33 Bước sóng dài nhất trong dãy Banme là 0,6560µ m Bước sóng dài

nhất trong dãy Laiman là 0,1220µ m Bước sóng dài thứ hai của dãy Laiman là

A 0,0528µ m B 0,1029µ m C 0,1112µ m D 0,1211µ m

Câu 34 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại

B Dãy Laiman nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy

C Dãy Laiman nằm trong vùng hồng ngoại

D Dãy Laiman một phần trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần trong vùng tử ngoại

A Dãy Banme nằm trong vùng tử ngoại

B Dãy Banme nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy

C Dãy Banme nằm trong vùng hồng ngoại

D Dãy Banme nằm một phần trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần trong vùng tử ngoại

Câu 36 Xác định bán kính quỹ đạo Bo thứ 2 và thứ 3 của nguyên tử H,

biết ro = 0,53.10-10m

A r2 = 0,53.10-10m và r3 = 0,53.10-10m

B r2 = 2,12.10-10m và r3 = 4,77.10-10m

C r2 = 1,06.10-10m r3 = 0,73.10-10m

D r2 = 1,06.10-10m r3 = 1,59.10-10m

Câu 37 Chọn câu đúng: Các vạch thuộc dãy Banme ứng với sự chuyển của

êlectron từ các quỹ đạo ngoài về

A Quỹ đạo K B Quỹ đạo L C Quỹ đạo M D Quỹ đạo O

Câu 38 Năng lượng ion hoá nguyên tử hiđrô là 13,6 eV Bước sóng ngắn nhất

của bức xạ mà nguyên tử có thể phát ra là

A 0,1220µ m B 0,0913µ m C.0,0656µ m D 0,5672

m µ

Câu 39 Hiệu điện thế giữa hai cực của một ống Rơn-gen là 15kV Giả sử

êlectron bật ra từ catôt có vận tốc ban đầu bằng không thì bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra là

A 75,5 10 -12 m B 82,8 10 -12 m C 75,5 10 -10 m D 82,8 10 -10 m

C©u 40 : Cho hằng số Plăng h 6,625.10 Js = −34 , c=3.10 m / s8 Lượng tử năng lượng của ánh sáng vàng có bước sóng λ = 0,550 m µ là

A.361, 4.10 J.− 19 B.0,3614.10 J.− 19 C.36,14.10 J.− 19 D.3,614.10 J.− 19

Tiêu đề	Chương lượng tử ánh sáng
Người hướng dẫn	GV: Nguyễn Hồng Lĩnh
Trường học	Trường THPT Phạm Phú Thứ
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Đề cương ôn tập thi tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	4
Dung lượng	274 KB