www.facebook.com/hocthemtoan
Trang 1ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN VẬT LÝ LỚP 12
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I/ Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng
1 Hiện tượng quang điện
a) Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện (năm 1887)
+ Bố trí thí nghiệm như hình 301 (Sgk) Chiếu một chùm sáng do hồ quang phát ra vào tấm kẽm tích điện âm gắn vào cần của một tĩnh điện kế, thì góc lệch của kim tĩnh điện kế giảm đi Thay kẽm bằng kim loại khác, hiện tượng xảy ra tương tự
+ Kết quả: Ánh sáng hồ quang đã làm bật êlectron ra khỏi bề mặt tấm kẽm tích điện âm
b) Định nghĩa hiện tượng quang điện
Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (hay còn gọi là hiện tượng quang điện ngoài)
c) Trong thí nghiệm trên chính bức xạ tử ngoại trong chùm tia hồ quang đã gây ra hiện tượng quang điện ở tấm kẽm Các êlectron bị bật ra gọi là các êlectron quang điện hay quang êlectron
2 Định luật về giới hạn quang điện
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện
λo của kim loại đó (λ ≤ λo), mới gây ra được hiện tượng quang điện
+Giá trị giới hạn quang điện λocủa một số kim loại:
+Dùng thuyết sóng điện từ về ánh sáng, ta không giải thích được định luật về giới hạn quang điện.
3 Thuyết lượng tử ánh sáng
a) Giả thuyết Plăng (năm 1900)
Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hoặc phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng h.f ; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hoặc được phát xạ ; còn h là một hằng số
và h 6,625.10= − 34 J.s gọi là hằng số Plăng
+ Lượng năng lượng ε =hf gọi là lượng tử năng lượng.
b) Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn) của Anh-xtanh (1905)
+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn
+ Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng ε = hf.+ Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c 3.10= 8 m/s dọc theo các tia sáng
+ Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hoặc hấp thụ một phôtôn
c) Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
Anh-xtanh cho rằng, trong hiện tượng quang điện có sự hấp thụ hoàn toàn phôtôn chiếu tới Mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một êlectron Do đó, muốn cho êlectron bứt ra khỏi mặt kim loại thì ε ≥A Trong đó A được gọi là công thoát Vậy, hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi
Trang 2Đặt: o hc o
A
λ = ⇒ λ ≤ λ λoChính là giới hạn quang điện của kim loại
4 Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng
Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt
II/ Hiện tượng quang điện trong
1 Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong
a) Chất quang dẫn: Một số chất bán dẫn, khi không được chiếu sáng thì chúng là chất dẫn điện kém, nhưng khi được chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp thì chúng là chất dẫn điện tốt Các chất này gọi là chất quang dẫn
b) Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong
c) Năng lượng kích hoạt là năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn Năng lượng kích hoạt và giới hạn quang dẫn của một số chất:
3 Pin quang điện (pin Mặt Trời)
+ Pin quang là nguồn điện, biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
+ Hiệu suất của pin quang điện vào khoảng trên dưới 10%.
+ Cấu tạo: Pin có một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p Trên cùng là một lớp
kim loại mỏng, dưới cùng là một đế kim loại Các kim loại này đóng vai trò các điện cực trơ Lớp tiếp xúc
p-n gọi là lớp chặp-n, p-ngăp-n khôp-ng cho êlectrop-n khuếch táp-n từ p-n sap-ng p và lỗ trốp-ng từ p sap-ng p-n
+ Hoạt động: Khi được chiếu sáng bởi ánh sáng có bước sóng thích hợp, sẽ gây ra hiện tượng quang điện trong ở lớp bán dẫn loại p, giải phóng ra các cặp êlectron và lỗ trống Êlectron dễ dàng đi qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n, còn lỗ trống thì bị giữ lại trong lớp p Kết quả lớp kim loại mỏng phía trên trở thành điện cực dương, đế kim loại là điện cực âm Suất điện động của pin vào khoảng 0,5 V đến 0,8 V
+ Pin quang điện được ứng dụng trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi,… Ngày nay, người ta đã chế tạo thử thành công ô tô và cả máy bay chạy bằng pin quang điện
III/ Hiện tượng quang – phát quang
1 Hiện tượng quang – phát quang
a) Khái niệm về sự phát quang
Hiện tượng xảy ra ở một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng
có bước sóng khác, gọi là hiện tượng quang - phát quang Chất có khả năng phát quang gọi là chất phát quang
b) Huỳnh quang và lân quang
+ Sự phát quang của chất lỏng và khí, tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích, gọi là sự huỳnh quang
Trang 3+ Sự phát quang của một số chất rắn có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích, gọi là sự lân quang Các chất đó gọi là chất lân quang.
2 Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang
Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích: λ > λhq kt
IV/ Mẫu nguyên tử Bo
1 Mô hình hành tinh nguyên tử
+ Năm 1913, nhà vật lý Bo đã đưa ra mẫu nguyên tử gọi là mẫu nguyên tử Bo Mẫu nguyên tử Bo cũng dựa trên mẫu nguyên tử rơ-dơ-pho nhưng có thêm hai tiên đề gọi là hai tiên đề Bo
2 Các tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử
a) Tiên đề về các trạng thái dừng
Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng Khi
ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ
Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng
+ Đối với nguyên tử hiđrô, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp:
o
r =5.3.10− m , gọi là bán kính Bo
b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E sang trạng thái dừng có năng lượng n E mthấp hơn, thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En−Em:
ε =hfnm =En−EmNgược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E mà hấp thụ được một phôtôn có mnăng lượng đúng bằng hiệu En −Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao E n
3 Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hiđrô
Dựa vào tiên đề về các trạng thái dừng và số liệu đo được từ thực nghiệm, người ta đã xác định được năng lượng của nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng khác nhau
Dựa vào tiên đề thứ hai, khi nguyên tử hiđrô chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp hơn thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hoàn toàn xác định hf = Ecao - Ethấp Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, tức là ứng với một vạch quang phổ có một màu nhất định Vì thế, quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch
Ngược lại, nếu nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng thấp mà nằm trong một chùm ánh sáng trắng, thì lập tức nguyên tử đó sẽ hấp thụ ngay một phôtôn có năng lượng phù hợp để chuyển lên trạng thái
có mức năng lượng cao hơn Như vậy, một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối Do đó quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch
V/ Sơ lược về laze
1 Cấu tạo và hoạt động của laze
+ Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ
cảm ứng Tia laze có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp rất cao và cường độ lớn
+ Sự phát xạ cảm ứng:
Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng ε =
hf, bắt gặp một phôtôn có năng lượng ε’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát
ra phôtôn ε Phôtôn ε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtôn ε’ Ngoài ra, sóng điện từ ứng với phôtôn ε hoàn toàn cùng pha và dao động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với phôtôn ε’
Bán kính ro 4ro 9ro 16ro 25ro 36ro
Trang 4+ Cấu tạo của laze Tùy vào vật liệu phát xạ, người ta đã tạo ra laze khí, laze rắn và laze bán dẫn.
Laze rubi (hồng ngọc) gồm một thanh rubi hình trụ, hai mặt được mài nhẵn vuông góc với trục của thanh Mặt 1 mạ bạc trở thành một gương phẳng có mặt phản xạ quay vào trong Mặt 2 là mặt bán mạ (phản
xạ 50% cường độ chùm sáng) có mặt phản xạ quay vào trong (Hình 34.4 SGK)
2 Một vài ứng dụng của laze
+ Trong y học, laze dùng như một dao mỗ trong các phẩu thuật tinh vi như mắt, mạch máu,… Ngoài ra laze dùng để chữa một số bệnh ngoài da nhờ vào tác dụng nhiệt
+ Trong thông tin liên lạc, laze dùng trong liên lạc vô tuyến, điều khiển các con tàu vũ trụ, truyền thông tin bằng cáp quang,…
+ Trong công nghiệp, laze dùng để cắt, khoan, tôi,…rất chính xác
+ Trong trắc địa, laze dùng trong các công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng,…
+ Laze còn được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, trong thí nghiệm về quang học,…
C©u hái vµ bµi tËp
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 tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch
2 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0,35μm Hiện tượng quang điện
sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bước sóng là
3 Giới hạn quang điện của 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
4 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 xạ thích hợp
D Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng điện trở của chất bán dẫn tăng lên khi chiếu ánh sáng thích hợp vào chất bán dẫn
5 Lần lượt chiếu vào bề mặt một tấm kim loại có công thoát êlectron là 2 eV, các ánh sáng có bước sóng
λ = µ và λ =2 0,65 mµ Ánh sáng đơn sắc nào có thể làm các êlectron trong kim loại đó bứt ra ngoài?
6 Năng lượng của mỗi lượng tử ánh sáng phụ thuộc vào
7 Năng lượng của mỗi lượng tử ánh sáng phụ thuộc vào
8 Phôtôn không có
Trang 59 Hiện tượng quang điện là quá trình dựa trên
A sự giải phóng các êlectron từ mặt kim loại do tương tác của chúng với phôtôn
B sự tương tác của êlectron lên kính ảnh
C sự giải phóng các phôtôn khi kim loại bị đốt nóng
D sự phát sáng do các êlectron trong các nguyên tử khi chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp
10 Phát biểu nào sau đây là sai?
A Giả thuyết sóng ánh sáng không giải thích được hiện tượng quang điện
B Trong cùng môi trường, ánh sáng truyền với vận tốc bằng vận tốc của sóng điện từ
C Ánh sáng có tính chất hạt Mỗi hạt ánh sáng được gọi là một phôtôn
D Thuyết lượng tử ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng
11 Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì kết luận nào sau đây là sai?
A Nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng lượng gián đoạn
B Mỗi phôtôn mang một năng lượng ε = hf
C cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn trong chùm
D Khi ánh sáng truyền đi, các phôtôn bị thay đổi do tương tác với môi trường
12 Công thoát của êlectron ra khỏi vônfram là 4,5 eV Cần chiếu ánh sáng có bước sóng dài nhất là bao nhiêu để
gây ra hiện tượng quang điện trên mặt lớp vônfram?
15 Chiếu một chùm sáng đơn sắc đến bề mặt một kim loại, hiện tượng quang điện không xảy ra Để hiện tượng
quang điện xảy ra ta cần
C tăng diện tích kim loại được chiếu sáng D tăng thời gian chiếu sáng
16 Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62μm Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ
17 Tính bước sóng của tia hồng ngoại mà phôtôn của nó có năng lượng vào cỡ 0,04 eV.
18 Công thoát êlectron ra khỏi bề mặt một kim loại là 19
A 3,3.10= − J Giới hạn quang điện của kim loại này là bao nhiêu?
21 Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm sẽ phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1 giây, nếu
công suất phát xạ của đèn là 10W?
22 Những tác dụng nào thể hiện bản chất hạt của ánh sáng?
A Tác dụng nhiệt, phát quang, quang điện
B Đâm xuyên, ion hóa không khí, quang điện, phát quang
C Giao thoa, tán sắc, quang điện, ion hóa không khí
D Cả ba câu trên đều đúng
Trang 623 Ánh sáng phải có điều kiện gì mới gây ra được hiện tượng quang điện?
24 Độ nhạy của võng mạc của con mắt đối với ánh sáng vàng (0,6 μm) là 1,7.10− 18 W Phải có bao nhiêu
phôtôn ánh sáng vàng đập vào võng mạc trong một giây mới có thể gây ra cảm giác sáng?
25 Giới hạn quang điện của kẽm là 0,36μm , công thoát êlectrôn của kẽm lớn hơn của natri 1,4 lần Giới hạn
quang điện của natri bằng
26 Khi chiếu vào chất CdS ánh sáng đơn sắc có bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện trong của chất này thì
điện trở của nó
27 Phát biểu nào sau đây là sai?
A Sự phát quang là sự phát sáng của một bóng đèn sợi đốt
B Đặc điểm của lân quang là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích
C Bước sóng của ánh sáng phát quang lớn hơn bước sóng của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ
D Đặc điểm của huỳnh quang là ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích
28 Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
A giải phóng êlectrôn liên kết trong chất bán dẫn khi chiếu ánh sáng thích hợp vào chất bán dẫn đó
B bứt êlectrôn ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sáng
C giải phóng êlectrôn ra khỏi kim loại bằng cách đốt nóng
D giải phóng êlectrôn khỏi một chất bằng cách bắn phá iôn vào chất đó
29 Chọn câu trả lời đúng?
A Quang dẫn là hiện tuợng dẫn điện của chất bán dẫn lúc được chiếu sáng
B Quang dẫn là hiện tượng kim loại phát xạ êlectron lúc được chiếu sáng
C Quang dẫn là hiện tượng điện trở của một chất giảm rất nhiều khi hạ nhiệt độ xuống rất thấp
D Quang dẫn là hiện tượng bứt quang êlectron ra khỏi bề mặt chất bán dẫn
30 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng quang dẫn?
A Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng điện trở của chất bán dẫn giảm mạnh khi được chiếu sáng thích hợp
B Hiện tượng quang dẫn còn gọi là hiện tượng quang điện bên trong
C Giới hạn quang điện bên trong là bước sóng ngắn nhất của ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng quang dẫn
D Giới hạn quang điện bên trong hầu hết là lớn hơn giới hạn quang điện ngoài
31 Chỉ ra phát biểu sai
A Pin quang điện là dụng cụ biến đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành điện năng
B Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang dẫn
C Quang trở và pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện ngoài
D Quang trở là một điện trở có trị số phụ thuộc cường độ chùm sáng thích hợp chiếu vào nó
32 Phát biểu nào sau đây là sai?
A nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định, gọi là trạng thái dừng
B Trong các trạng thái dừng, nguyên tử chỉ hấp thụ mà không bức xạ
C Mỗi khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng E sang trạng thái dừng có mức năng mlượng E thì nó sẽ bức xạ hoặc hấp thụ một phôtôn có năng lượng n ε = Em−En =hfmn
D Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng
33 Phát biểu nào sau đây về hiện tượng quang dẫn là sai?
A Quang dẫn là hiện tượng ánh sáng làm giảm điện trở suất của kim loại
B Trong hiện tượng quang dẫn, xuất hiện thêm nhiều phần tử mang điện là êlectron và lỗ trống
C Bước sóng giới hạn trong hiện tượng quang dẫn thường lớn hơn so với trong hiện tượng quang điện ngoài
D Hiện tượng quang dẫn còn được gọi là hiện tượng quang điện bên trong
Trang 734 Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi chiếu chùm tia tử ngoại vào tấm kẽm cô lập tích điện âm?
A Tấm kẽm mất dần êlectron và trở nên trung hòa điện
B Tấm kẽm mất dần điện tích âm và trở thành mang điện dương
35 Một chùm tia Rơnghen phát ra từ một ống Rơnghen Tần số lớn nhất trong chùm tia Rơnghen do ống phát ra
36 Quang điện trở có tính chất nào sau đây?
A Điện trở tăng khi chiếu quang trở bằng ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở
B Điện trở tăng khi chiếu quang trở bằng ánh sáng có bước sóng lớn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở
C Điện trở giảm khi chiếu quang trở bằng ánh sáng có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở
D Điện trở giảm khi chiếu quang trở bằng ánh sáng có bước sóng lớn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở
37 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U = 18200 V Bỏ qua động năng của êlectron khi
bứt khỏi catốt Tính bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra
38 * Công thoát êlectron ra khỏi một kim loại 19
A 6,625.10= − J Giới hạn quang điện của kim loại đó là
40 Hiện tượng quang điện là hiện tượng
A êlectrôn bật ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu bức xạ thích hợp vào bề mặt của kim loại đó
B êlectrôn tách ra từ anốt chuyển dời đến catốt trong tế bào quang điện khi chiếu ánh sáng vào catốt
C tăng mạnh điện trở của khối bán dẫn khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bề mặt của khối
D tăng mạnh điện trở của thanh kim loại khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bề mặt của nó
41 Một nguồn sáng phát ra ánh sáng có tần số f Năng lượng một phôtôn của ánh sáng này tỉ lệ
42 Với ε ε ε1, ,2 3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì
44 Pin quang điện là nguồn điện trong đó
C quang năng được biến đổi thành điện năng D cơ năng được biến đổi thành điện năng
45 Công thoát của êlectrôn khỏi mặt kim loại canxi là 2,76 eV Giới hạn quang điện của canxi là
46 Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
A Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử ánh sáng không bị thay đổi và không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng
B Năng lượng của lượng tử ánh sáng đỏ lớn hơn năng lượng của lượng tử ánh sáng tím
C Nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần
Trang 8riêng biệt, đứt quãng.
D Mỗi chùm sáng dù rất yếu cũng chứa một số rất lớn lượng tử ánh sáng
47 Kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,6625μm Công thoát của
êlectrôn khỏi mặt kim loại này bằng
C phải có cả hai điều kiện λ = λovà cường độ ánh sáng kích thích phải lớn
D phải có cả hai điều kiện λ > λovà cường độ ánh sáng kích thích phải lớn
50 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?
A Mỗi một lượng tử ánh sáng mang năng lượng xác định có giá trị ε =hf
B Mỗi một lượng tử ánh sáng mang năng lượng xác định có giá trị h
c
λ
ε =
C Vận tốc của phôtôn trong chân không là c 3.10 m / s.= 8
D Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn (lượng tử ánh sáng)
51 Phát biểu nào sau đây là sai, khi nói về hiện tượng quang – phát quang?
A Sự huỳnh quang và lân quang thuộc hiện tượng quang – phát quang
B Khi được chiếu sáng bằng tia tử ngoại, chất lỏng fluorexêin (chất diệp lục) phát ra ánh sáng huỳnh quang màu lục
C Bước sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ
D Bước sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ
52 Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện?
A Êlectrôn bị bật ra khỏi mặt kim loại khi bị chiếu sáng với bước sóng ánh sáng thích hợp
B Êlectrôn bị bật ra khỏi mặt kim loại khi có iôn đập vào kim loại đó
C Êlectrôn bị bật ra khỏi một nguyên tử khi nguyên tử này va chạm với một nguyên tử khác
D Êlectrôn bứt ra khỏi kim loại khi kim loại bị nung nóng
53 Phát biểu nào sau đây là sai, khi nói về mẫu nguyên tử Bo?
A Trong trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ
B Trong trạng thái dừng, nguyên tử có bức xạ
C Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E sang trạng thái dừng có năng lượng n E m
(Em <En) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng (En−Em)
D Nguyên tử chỉ tồn tại ở một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng
54 Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
A Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f xác định thì các phôtôn ứng với ánh sáng đó đều có năng lượng như nhau
B Bước sóng của ánh sáng càng lớn thì năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đó càng nhỏ
C Trong chân không, vận tốc của phôtôn luôn nhỏ hơn vận tốc ánh sáng
D Tần số ánh sáng càng lớn thì năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đó càng lớn
55 Giới hạn quang điện của kim loại natri là 0,50μm Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra khi chiếu vào kim loại
đó
Trang 956 Nếu quan niệm ánh sáng chỉ có tính chất sóng thì không thể giải thích được hiện tượng nào dưới đây?
57 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?
A Tần số ánh sáng càng lớn thì năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đó càng lớn
B Trong chân không, ánh sáng có bước sóng càng lớn thì năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đó càng lớn
C Năng lượng của phôtôn trong chùm sáng không phụ thuộc tần số ánh sáng đó
D Tần số ánh sáng càng lớn thì năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đó càng nhỏ
58 Chiếu bức xạ có bước sóng λ tới bề mặt một kim loại Biết công thoát electron khỏi mặt kim loại này là A
Hiện tượng quang điện xảy ra khi
60 Chiếu tia tử ngoại vào một chất lỏng thì chất này phát ra ánh sáng màu lục Hiện tượng này là hiện tượng
61 Theo các tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử, khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng ( )E nsang trạng thái dừng có năng lượng ( )Em thấp hơn thì phát ra một phôtôn có năng lượng bằng
62 Trường hợp nào sau đây là hiện tượng quang điện trong?
A Chiếu tia tử ngoại vào chất bán dẫn làm tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn này
B Chiếu tia X vào kim loại làm êlectron bật ra khỏi bề mặt kim loại đó
C Chiếu tia tử ngoại vào chất khí thì chất khí đó phát ra ánh sáng màu lục
D Chiếu tia X vào tấm kim loại làm cho tấm kim loại này nóng lên
63 Theo tiên đề về trạng thái dừng của Bo, phát biểu nào sau đây là sai?
A Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản
B Ở trạng thái dừng, nguyên tử luôn bức xạ do êlectron luôn chuyển động quanh hạt nhân
C Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ
D Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng
64 Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn quang điện 0,36 mµ Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ bằng
A 0,30 mµ B 0, 28 mµ C 0, 24 mµ D 0, 42 mµ
65 Pin quang điện là nguồn điện hoạt động dựa trên hiện tượng
66 Công thoát của êlectron khỏi đồng là 6,625.10− 19 J Giới hạn quang điện của đồng là
A 0,30 mµ B 0,90 mµ C 0,60 mµ D 0, 40 mµ
67 Quang điện trở được chế tạo từ
A chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện tốt khi được chiếu sáng thích hợp
B chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện kém khi được chiếu sáng thích hợp
C kim loại và có đặc điểm là điện trở suất của nó giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
D kim loại và có đặc điểm là điện trở suất của nó tăng khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
68 Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phôtôn ánh sáng?
A Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
B Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định
Trang 10C Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ.
D Năng lượng của các phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau
69 ** Một ống Rơn-ghen phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 6, 21.10− 11 m Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống là
A 134
133
5
9.5
73 Khi nói về phôtôn, phát biểu nào dưới đây là sai?
A Phôtôn luôn chuyển động với tốc độ rất lớn trong không khí
B tốc độ của các phôtôn trong chân không là không đổi
C Động lượng của phôtôn luôn bằng không
D Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định
74 Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10− 4 W Lấy h = 6,625
34
10− J.s; c = 3.10 m/s Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là8
75 Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần lượt là: –13,6
eV; –1,51 eV Cho h = 6,625.10−34J.s; c = 3.10 m/s và e = 1,6.8 10−19C Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng
M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng
76 Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được
C nguyên tắc hoạt động của pin quang điện D hiện tượng quang điện ngoài
77 Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là εĐ, εL và εT thì
A ε > ε > εT LĐ B ε > ε < εTĐ L C ε > ε > εĐ L T D ε > ε > εL TĐ
78 Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 μm Lấy h = 6,625.10− 34 J.s ; c = 3 10 m/s và 8
e = 1,6.10− 19C Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
79 Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng chàm thì ánh sáng huỳnh quang phát ra không thể là
80 *** Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về
A sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử
B cấu tạo của các nguyên tử, phân tử
C sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử
D sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô
81 Khi êlectron trong nguyên tử hđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có năng lượng E = -0,85 eV sang quỹ đạo dừng m
có năng lượngE = -13,60 eV thì nguyên tử phát bức xạ điện từ có bước sóngn
Trang 1182 Phát biểu nào là sai?
A Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn
B Điện trở của quang trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
C Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy
D Trong pin quang điện, quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng
83 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là 18,75 kV Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron
Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống phát ra là
0, 4625.10 m− B 0,5625.10 m− 10 C 0,6625.10 m− 9 D 0,6625.10 m− 10
84 Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì năng lượng của
A một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó
B các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
C một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó
D một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectron
85 Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đây là sai?
A 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 êlectron quang điện tăng
B 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 êlectron quang điện tăng
C Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện thay đổi
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 êlectron quang điện giảm
86 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận tốc ban đầu của chùm êlectron
phát ra từ catốt bằng không Tần số lớn nhất của tia Rơnghen do ống này có thể phát ra là
87 Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có
bước sóng 0,1026 mµ Lấy h 6,625.10= − 34 J.s , e 1, 6.10= − 19 C và c 3.10 m / s= 8 Năng lượng của phôtôn này bằng
88 Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
A nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
B hóa năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
C quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
D cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng
89 Công thoát êlectron của một kim loại là 7,64.10− 19 J Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ
có bước sóng là λ =1 0,18 m,µ λ =2 0, 21 mµ và λ =3 0,35 mµ Lấy h 6,625.10= − 34 Js, c 3.10 m / s.= 8 Bức
xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?
A Không có bức xạ nào trong ba bức xạ trên B Cả ba bức xạ trên (λ λ1, 2và λ3)
90 Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N Khi
êlectron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch?
91 Nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng –13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng
có mức năng lượng –3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng
92 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 Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ
Trang 12C Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên.
D Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn
SÓNG ÁNH SÁNG
I/ Tán sắc ánh sáng
1 Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672) Bố trí thí nghiệm như hình 24.1.
Quan sát hình ảnh thu được trên màn M, ta thấy có một dải màu như cầu vồng, trong đó có bảy màu
cơ bản: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Dải màu này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh sáng
2 Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Bố trí thí nghiệm như hình 24.2.
Quan sát hình ảnh thu được trên màn M’, ta thấy chùm ánh sáng màu vàng, tách ra từ quang phổ của Mặt Trời, sau khi qua lăng kính P’, chỉ bị lệch mà không bị đổi màu Chùm ánh sáng này gọi là chùm ánh sáng đơn sắc
3 Kết luận
+ Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
+ Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng đèn điện dây tóc, …) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc
có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím
4 Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng
Vì chiết suất của môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau, nhỏ nhất đối với ánh sáng đỏ và lớn nhất đối với ánh sáng tím Nên khi chùm ánh sáng trắng qua lăng kính, các tia đơn sắc khác nhau sẽ bị lệch với những góc lệch khác nhau Do đó chùm sáng bị xòe rộng thành nhiều chùm đơn sắc Các tia màu đỏ bị lệch ít nhất, các tia màu tím bị lệch nhiều nhất
5 Ứng dụng Hiện tượng tán sắc ánh sáng giúp ta giải thích được một số hiện tượng tự nhiên như cầu vồng và
được ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính
II/ Giao thoa ánh sáng
1 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng
2 Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng Bố trí thí nghiệm như hình 25.2 Kết quả cho ta:
+ Nếu nguồn sáng F là ánh sáng đơn sắc thì trên màn M ta thu được những vân sáng và vân tối xen kẽ, song song và cách đều nhau
+ Nếu nguồn sáng F là ánh sáng trắng thì trên màn M ta thu được ở giữa là một vạch sáng trắng, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài
Hiện tượng trên được gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng
3 Giải thích hiện tượng giao thoa ánh sáng
Vì ánh sáng có tính chất sóng nên hai khe F , F được chiếu bởi cùng một khe F đã trở thành hai 1 2nguồn sóng kết hợp Sóng của chúng khi gặp nhau đã giao thoa với nhau
+ Vân sáng là chỗ hai sóng gặp nhau và tăng cường lẫn nhau
+ Vân tối là chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau
4 Vị trí vân giao thoa
Trong đó: a là khoảng cách giữa hai khe sáng (mm)
D là khoảng cách từ hai khe đến màn (m)