Bài 1 HIỆN TƯỢNG QUANG DIỆN và THUYẾT LƯỢNG tử ÁNH SÁNG

CHƯƠNG 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 1: HIỆN TƯỢNG QUANG DIỆN VÀ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày được khái niệm và hiểu rõ về hiện tượng quang điện ngoài gọi tắt

CHƯƠNG 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 1: HIỆN TƯỢNG QUANG DIỆN VÀ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Mục tiêu

 Kiến thức

+ Trình bày được khái niệm và hiểu rõ về hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng

quang điện)

+ Trình bày được các hiện tượng trong các thí nghiệm với tế bào quang điện

+ Trình bày được các nội dung về thuyết lượng tử ánh sáng, đồng thời vận dụng các nội dung của

thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích các hiện tượng trong thí nghiệm với Tế bào quang điện

+ Viết được các công thức tính toán về lượng tử năng lượng, giới hạn quang điện, công thoaát,

vận tốc, động năng của electron

 Kĩ năng

+ Xác định được công thoát, giới hạn quan điện của kim loại từ các công thức, hay tính toán tìm

các đại lượng: Bước sóng kích thích, động năng, vận tốc điện tử

+ Giải thích được các hiện tượng xảy ra trong Tế bào quang điện, và trong thực tế cuộc sống

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Khái niệm về hiện tượng quang điện

Hiện tượng chùm ánh sáng thích hợp làm bật ra các

êlectron (điện tử) khỏi bề mặt một tấm kim loại gọi là

hiện tượng quang điện ngoài, hay gọi tắt là hiện tượng

quang điện

- Các êlectron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại gọi là

êlectron quang điện - hay quang êlectron

Hiện tượng chỉ xảy ra khi chiếu vào tấm kim loại

chùm sáng kích thích thích họphư có bước sóng

0, 0

   được gọi là giới hạn quang điện của kim loại

Giới hạn quang điện 0 của kim loại thường nằm

trong vùng ánh sáng tử ngoại

2 Thuyết lượng tử ánh sáng

Lý thuyết được Anh-xtanh phát triển từ giả thuyết

của Planck, thuyết dùng để giải thích các hiện tượng

quang điện, gồm có 3 nội dung như sau:

Ánh sáng được tạo thành từ các hạt gọi là phôtôn

Mỗi phôtôn mang năng lượng xác định ε = hf (trong đó

f là tần số ánh sáng, h = 6.625.10-34 J.s gọi là hằng số

Planck)

Trong chân không, các phôtôn bay với tốc độ

8

3.10 /

c m s dọc theo các tia sáng, không có phôtôn

đứng yên

Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ

ánh sáng thì cũng có nghĩa là chúng cũng phát ra hay

hấp thụ phôtôn

“Ánh sáng vừa có bản chất sóng, vừa có bản chất

hạt”

Minh họa hiện tượng quang điện trên kim loại Giới hạn quang điện của một số kim loại:

Kim loại  0 m Kim loại  0 m

Ánh sáng nhìn thấy (380 nm – 760 nm) có thể gây ra hiện tượng quang điện cho 4 kim loại thường gặp

Chú ý: Năng lượng của mỗi một phôtôn ánh sáng rất nhỏ, tuy nhiên, một chùm sáng dù là rất yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn, vì vậy ta thấy chùm sáng được tạo ra liên tục

Từ kết quả chương ‘‘sóng ánh sáng” và nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng có thể khẳng định “Ánh sáng vừa có bản chất sóng, vừa có bản chất hạt”, còn gọi “lưỡng tính sóng - hạt” của ánh sáng

3 Thí nghiệm với tế bào quang điện

a Tế bào quang điện

Đây một bóng hình cầu làm bằng thạch anh được hút

chân không, bên trong có anôt (A) là một vòng dây kim loại

và catôt (K) là một chỏm cầu bằng kim loại để khảo sát (xảy

ra) hiệu ứng quang điện

Tế bào quang điện (TBQĐ) và mạch khảo sát tế bào quang điện:

b Kết quả thí nghiệm - Các định luật quang điện

Định luật quang điện thứ nhất - định luật về giới hạn

quang điện: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng phải có bước

sóng  nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện 0 của kim

loại đó, mới gây ra hiện tượng quang điện

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì năng lượng chùm

ánh sáng chiếu tới bề mặt kim loại phải lớn hơn năng lượng

nguyên tử “giữ” các êlectron trên bề mặt của chúng, tức là

hc





A được gọi là côgn thoát êlectron của kim loại, xác định

bởi biểu thức: 0

0

hc

A hf



  (Jun – J)

Theo định luật bảo toàn năng lượng, suy ra

2

0 max

1 2

c





2

0

1

2

K  mv là động năng ban đầu cực đại của các quang

êlectron khi mới bứt ra khỏi bề mặt kim loại Công thức trên

còn gọi là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

Định luật quang điện thứ hai - Định luật về cường độ

dòng quang điện bão hòa: Cường độ dòng quang điện bão

hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích

Cường độ dòng quang điện bão hòa I bh n e e

trong đó, n là số êlectron bứt ra từ catôt và đến anôt trong

mỗi giây

Định luật quang điện thứ ba - Định luật về động năng

ban đầu cực đại: Động năng ban đầu cực đại của các

êlectron quang điện chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng

kích thích và bản chất của kim loại, không phụ thuộc vào

cường độ chùm sáng kích thích

Lưu ý: Hiệu suất lượng tử: là hiệu suất chuyển đổi lượng

phôtôn ánh sáng thành dòng quang điện qua tế bào quang

điện

100%

e

n

H

N

  , hiệu suất lượng tử trong TBQĐ thường

Tế bào quang điện được mắc vào bộ nguồn điện (E) có thể thay đổi được giá trị điện áp và chiều dòng điện thông qua con chạy C Giá trị điện áp đặt vào tế bào quang điện được đo bằng Vôn kế (V) để tạo ra một điện trường giữa Anốt - Katốt

và điện kế G đo cường độ dòng điện qua tế bào quang điện

Nguồn sáng S và kính lọc sắc F cho phép thay đổi bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào TBQĐ

Khi ánh sáng thích hợp chiếu vào TBQĐ, xuất hiện dòng điện qua TBQĐ, dòng điện qua TBQĐ được gọi là dòng quang điện

Đặc trưng điện áp – dòng điện (I-V) qua tế bào quang điện:

+ Khi tăng điện áp U AK , dòng quang điện tăng đến giá trị bão hòa

+Khi U AK 0, dòng quang điện vẫn khác

không

+ Khi U AK giảm, dòng quang điện giảm

dần, và dòng quang điện triệt tiêu hoàn toàn khi U AK  U h (âm), U được gọi là h hiệu điện thế hãm:

Từ công thức Anhxtanh:

rất thấp (cỡ 1 %)

Chú ý: Từ chương này, chúng ta sẽ sử dụng thêm một

đơn vị để tính năng lượng:

eV (êlectron - Vôn), 1eV = 1,6.10-19J

Ta có: W đ0max = 1 2

2

hc



Dễ dàng nhận thấy 0 max  0

0 max

,

d

d askt

W

 











SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định các đại lượng đặc trưng trong thí nghiệm với tế bào quang điện và hiện tượng quang điện

Phương pháp giải

Bước 1: Xác định các đại lượng đã biết trong đề

bài và xác định các đại lượng chưa biết cần phải

tìm Đổi các đơn vị đã biết về đơn vị “cơ bản”

Bước 2: Từ các đại lượng đã biết, sử dụng các

công thức để tính ra các đại lượng đề bài yêu cầu

Các đại lượng đặc trưng trong phần này bao gồm:

- Bước sóng của ánh sáng kích thích λ

- Giới hạn quang điện: λ0

- Công thoát êlectron: A

Ví dụ: Giới hạn quang điện của kim loại kẽm là

0,35 μm Tính công thoát của êlectron khỏi kẽm theo đơn vị eV? Cho biết 1eV=1,6.10-19 J

A 3,2 eV B 3 eV

C.3,55 eV D 3,7 eV

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức tính công thoát của electron:

0

hc A



Tính được công thoát của êlectron khỏi kẽm là:

Lượng tử năng lượng

hc hf





Công thoát êlectron

0 0

hc

A hf



Điều kiện xảy ra

hay hf hc A



HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

2

0 max

1 2

c





   

19

1 eV  1, 6.10 J Hiệu suất lượng tử

100%

e

n H

N

Cường độ dòng quang điện

bão hòa

bh e

I n e

Động năng quang êlectron

W đ0max = 1 2

2

hc



 

0 max

,

d

d askt

W

 











- Động năng của êlectron: K

- Tốc độ ban đầu của quang êlectron: v0max

- Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh

- Hiệu suất lượng tử H

 

19 6

0

6, 625.10 3.10

5, 68.10

0, 35.10

hc









= 3,55 (eV)

Chọn C

Chú ý: Khi tính toán các đại lượng vật lý này, để

tính toán nhanh, chúng ta nên “gán”các hằng số đã biết vào máy tính, khi thao tác tính toán, ta có thể

“gọi” lại Ví dụ các đại lượng h, c, e

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một kim loại có công thoát êlectron là 7, 2.1019J Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ

có bước sóng 10,18 m; 2 0, 21 m; 30,32m và 4 0,35 m

A  1, 2 và 3 B 1 và 2 C 3 và 4 D  2, 3 và 4

Hướng dẫn giải

Giới hạn quang điện của kim loại là 0 hc 0, 26 m

A

Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là   0 Do đó, các ánh sáng kích thích có bước nhỏ hơn 0,26

μm sẽ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này

Chọn B

Lưu ý: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích   0, hoặc ánh sáng chiếu tới có năng lượng lớn hơn hoặc bằng công thoát  A

Trường hợp đề không cho khối lượng hạt êlectron cần nhớ: m e 9,1.1031kg

Ví dụ 2: Giới hạn quang điện của một kim loại làm catôt của tế bào quang điện là 00,50 m 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 catôt của tế bào quang điện này bức xạ có bước sóng 0,35 m , thì động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện là

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

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức Anhxtanh, suy ra: Wđ0max = 1 2

2

hc



Thay số: Wđ = 6 6 1, 7.10 19

0,35.10 0,5.10

J



Chọn A

Lưu ý: Có thể tính tốc độ êlectron bứt ra bằng công thức tương tự, và chú ý đổi các đơn vị trong công

thức ra đơn vị cơ bản

Từ công thức Anhxtanh, nhận thấy vận tốc (động năng) nghịch biến với bước sóng ánh sáng kích thích

   Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là

Ví dụ 3: Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 10, 45 m và 20, 243 m vào catôt của một tế

bào quang điện Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,500 m Biết khối lượng của êlectron là

31

9,1.10

e

m   kg Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

A 9, 61.105m s / B 9, 24.105m s / C 2, 29.106m s / D 1,34106m s /

Hướng dẫn giải

Vì 2 1, do đó vận tốc êlectron đo được trên tế bào quang điện được xác định theo 1

Áp dụng công thức Anhxtanh, suy ra vận tốc:

0

2 hc hc v

Thay số ta xác định được v9,61.105m s/

Chọn A

Lưu ý: Khi có nhiều bức xạ cùng gây ra hiện tượng quang điện trên tấm kim loại, bức xạ nào có bước

sóng nhỏ nhất (tần số lớn nhất) sẽ cho vận tốc (động năng lớn nhất)

Bài tập tự luyện dạng 1

Bài tập cơ bản

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phôtôn ánh sáng?

A mỗi phôtôn có một năng lượng xác định

B năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng màu đỏ

C năng lượng phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau

D phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động

Câu 2: Công thoát electron của một kim loại có giá trị 6,21eV, giới hạn quang điện của kim loại đó là

Câu 3: Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là eĐ, eL và eT thì

A T L Đ B T Đ L C Đ L T D L T Đ

Câu 4: Trường hợp nào sau đây không gây ra hiệu ứng quang điện đối với canxi (có giới hạn quang điện

15

0

2

.10

f  H )?

A 108photon của bước sóng 400 nm (màu tím)

B 105 photon của bước sóng 2 nm (tia X)

C 106 photon của bước sóng 5 mm (tia hồng ngoại)

D 102 photon của bước sóng 1 pm (tia gamma)

Câu 5: Kim loại dùng làm catôt có giới hạn quang điện λ0 = 0,3μm Công thoát của điện tử bứt ra khỏi kim loại là

A 6, 625.1018J B 0, 633.1019J C 0, 633.1049J D 6, 625.1019J

Câu 6: Hiện tượng nào sau đây không giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng?

A Hiện tượng quang điện B Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

C Hiện tượng phát xạ tia Rơn–ghen D Hiện tượng quang phát quang

Câu 7: Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng 0,48 μm Photon của ánh sáng này mang năng

lượng

A 4.14.1018J B 4.14.1019J C 4.14.1017J D 4.14.1020J

Câu 8: Năng lượng phôtôn của:

A tia hồng ngoại lớn hơn của tia tử ngoại B tia tử ngoại nhỏ hơn của ánh sáng nhìn thấy

C tia X lớn hơn của tia tử ngoại D tia X nhỏ hơn của ánh sáng nhìn thấy

Câu 9: Công thoát electron của một kim loại là 4,78 eV Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các

bức xạ có bước sóng là λ1 = 0,24 μm; λ2 = 0,32 μm; λ3 = 0,21 μm Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?

A Hai bức xạ 2 và 3 B Chỉ có bức xạ 3

C Hai bức xạ 1 và 3 D Cả 3 bức xạ 1, 2 và 3

Câu 10: Giới hạn quang điện của Cs là 6600A0 Công thoát của Cs bằng

Câu 11 Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?

A Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn

B Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108 m/s

C Phôtôn tồn tại trong trạng thái chuyển động và đứng yên

D Năng lượng của các phôtôn ứng với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau

Câu 12 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 13 Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử ánh sáng trực tiếp nói về

Câu 14 Công thoát của êlectron khỏi đồng là 6,625.10-19 J Cho h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m / s,giới hạn quang điện của đồng là

Câu 15 Catôt của tế bào quang điện làm bằng kim loại Xedi (Cs) có giới hạn quang điện là 0,66 μm

Hiện tượng quang điện không xảy ra khi chiếu vào catốt bức xạ nằm trong vùng:

A Ánh sáng tím B Tử ngoại C Ánh sáng lam D Hồng ngaoị

Câu 16 Trong chân không, năng lượng của mỗi phôtôn ứng với ánh sáng có bước sóng 0, 75 m bằng:

Câu 18 Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đâu là sai?

A Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động năng ban đầu cực đại của

êlectrôn (êlectron) quang điện thay đổi

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 các nguyên tử, phân tử

B 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 êlectrôn (êlectron) quang điện giảm

C Giữ nguyên tần số của ánh sáng kích thích và kim loại làm catốt, tăng cường độ chùm sáng kích

thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện tăng

D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm bước sóng của ánh

sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) quang điện tăng

Câu 19 Chọn câu đúng Khi tăng cường độ chùm ánh sáng kích thích vào bề mặt tế bào quang điện thì

A Động năng ban đầu của các electron tăng

B Vận tốc ban đầu của các quang electron tăng

C Số electron bứt ra khỏi bề mặt Catot trong mỗi giây của tế bào quang điện tăng

D Cường độ dòng quang điện bão hòa giảm

Bài tập nâng cao

Câu 20 Chiếu lên bề mặt Catốt của một tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,485 μm thì

thấy có hiện tượng quang điện xảy ra Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s, khối lượng nghỉ của êlectrôn (êlectron) là 9,1.10-31 kg 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20J B 6, 4.1021J C 3,37.1018J D 3,37.1019J

Câu 21 Biết công thoát êlectron của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26eV;

4,78 eV và 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 μm 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 22 Chiếu bức xạ có tần số f vào một kim loại có công thoát A gây ra hiện tượng quang điện Giả sử

một êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng K của nó Nếu tần số của bức xạ chiếu tới là 2f thì động năng của êlectron quang điện đó là

Câu 23 Một kim loại có giới hạn quang điện là 0 Chiếu bức xạ có bước sóng bằng 0

3



 vào kim loại này Cho rằng năng lượng mà êlectron quang điện hấp thu từ phô tôn của bức xạ trên, một phần dùng

để giải phóng nó khỏi kim loại, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó Giá trị động năng này là

A

0

2hc

hc

hc

3hc



Dạng 2: Hiện tượng quang điện trên quả cầu cô lập điện

Phương pháp giải

- Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào bề mặt quả

cầu kim loại thì e quang điện bị bật ra, quả cầu

kim loại mất điện tử nên tích điện dương (+) và

Ví dụ: Một quả cầu bằng kim loại được đặt cô lập

về điện Công thoát êlectron đối với kim loại đó là

A = 4,47 eV

có điện thế là V

- Điện trường do điện thế V này sinh ra 1 công

cản A C  e V ngăn cản sự bứt ra của các e tiếp

theo

- Nhưng ban đầu AC < Wđ0max nên e quang điện

vẫn bị bứt ra Điện tích (+) của quả cầu tăng dần,

điện thế V tăng dần Khi V Vmax thì công lực

cản có độ lớn đúng bằng động năng Wđ0max của e

quang điện nên e không còn bật ra

Ta có:

0

 

Vậy: max

0

h c

V

Khoảng cách cực đại của các quang e có thể rời

xa được tấm kim loại:

2

1 2

d

e V W  mv  e Ed

Bước 1: Xác định các đại lượng đã biết và đổi

các đại lượng đó về đơn vị cơ bản

Bước 2: Sử dụng công thức phù hợp với đại

lượng cần tính toán

a Tính giới hạn quang điện của kim loại

b Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,14 m vào quả cầu thì quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu?

c Chiếu một bức xạ có bước sóng  vào quả cầu trên thì thấy quả cầu đạt điện thế cực đại 3V Tính bước sóng  và vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện

Hướng dẫn giải

Công thoát A4, 47eV 7,152.1019J

6

0,14 m 0,14.10 m

a Giới hạn quang điện của kim loại là:

7

7,152.10

m A



b Điện thế cực đại trên quả cầu:

0

0,14.10 0, 278.10

V

= 4,4 V

c Tính bước sóng  và vận tốc đầu cảu quang êlectron

max

0

     

Suy ra:

7 19

max

1, 66.10 3 7,152.10

m



Vận tốc: max max 1 0max2

2

d

e V W  mv

Suy ra: max 2 max 2 .331 1, 03.106 /

9,1.10

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f f (với f1, 2 1 < f2) 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 V V Nếu chiếu đồng 1, 2 thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là

Hướng dẫn giải

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)

Ta thấy, f1 < f2, do đó điện thế cực đại trên quả cầu là V2

Chọn C

Lưu ý: Thực ra cả hai bức xạ đều làm bứt ra các êlectron, tuy nhiên, vì vận tốc của các điện tử này là rất

lớn, do đó ta chỉ quan sát được các hạt có tốc độ lớn hơn

Ví dụ 2: Chiếu chùm photon có năng lượng 10 eV vào một quả cầu bằng kim loại có công thoát 3 (eV)

đặt cô lập và trung hòa về điện Sau khi chiếu một thời gian quả cầu được nối với đất qua một điện trở 2

  thì dòng điện cực đại qua điện trở là

Hướng dẫn giải

Điện thế trên quả cầu là Vmax, khi nối quả cầu với đất qua điện trở R, hình thành một hiệu điện thế ở hai đầu R (điện thế tại đất bằng 0)

max

10 3 1, 6.10 7

Suy ra, cường độ dòng điện là 7 3, 5

I  

Chọn C

Lưu ý: Chú ý đổi đơn vị của công thoát và năng lượng phôtôn để tính điện thế

Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Công thoát êlectrôn của quả cầu kim loại là 2,36 eV Chiếu ánh sáng kích thích mà phôtôn có

năng lượng 4,78 eV vào quả cầu kim loại trên đặt cô lập thì điện thế cực đại của quả cầu là:

Câu 2: Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng λ vào tấm kim loại có giới hạn quang điện 0,3624 μm (được

đặt cô lập và trung hoà điện) thì điện thế cực đại của nó là 3 (V) Cho h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s và

e = 1,6.10-19 C Bước sóng đã chiếu cho quả cầu có giá trị gần với giá trị nào nhất

A  0,193 m B 0,93 m C 0, 245 m D  0, 453 m

Câu 3: Chiếu đồng thời ba bức xạ có bước sóng lần lượt 0,2 μm; 0,18 μm và 0,25 μm vào một quả cầu

kim loại có công thoát êlectron là 7,23.10-19 (J) đặt cô lập và trung hòa về điện Cho h = 6,625.10-34 J.s; c

= 3.108 m/s Sau khi chiếu một thời gian thì điện thế cực đại của quả cầu đạt được gần nhất với giá trị

Câu 4: Khi chiếu bức xạ có tần số f1 vào một quả cầu kim loại đặt cô lập và trung hòa về điện 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 êlectron quang điện đúng bằng công thoát của kim loại Chiếu tiếp bức xạ có tần số f2 = f1 + f đồng thời vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là 5V1 Nếu chiếu riêng bức xạ có tần số f vào quả cầu nói trên đang trung hòa về điện thì điện thế cực đại của quả cầu là