Giải Câu hỏi 2 trang 52 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

Phân tích hiện tượng

Khi chiếu bức xạ tử ngoại bước sóng $\lambda = 320\ \text{nm} = 320\cdot10^{-9}\ \text{m}$ vào tấm kẽm thì xảy ra hiện tượng quang điện. Theo thuyết lượng tử ánh sáng, điều kiện để hiện tượng quang điện xảy ra là năng lượng mỗi photon phải lớn hơn hoặc bằng công thoát $A$ của kim loại:

$$\varepsilon = \dfrac{hc}{\lambda} \ge A$$

Năng lượng của một photon ứng với bức xạ này:

$$\varepsilon = \dfrac{hc}{\lambda} = \dfrac{6{,}625\cdot10^{-34}\cdot 3\cdot10^{8}}{320\cdot10^{-9}} \approx 6{,}21\cdot10^{-19}\ \text{J} \approx 3{,}88\ \text{eV}$$

Trả lời

Thí nghiệm này không xác định được công thoát của electron ở bề mặt tấm kẽm.

Giải thích: Việc quan sát thấy hiện tượng quang điện xảy ra chỉ cho biết năng lượng photon của bức xạ đã dùng *lớn hơn hoặc bằng* công thoát, tức là:

$$A \le \varepsilon \approx 3{,}88\ \text{eV}$$

Ta chỉ biết được một giới hạn trên của công thoát chứ không biết giá trị chính xác của nó. Muốn xác định được công thoát $A$, phải tìm được giới hạn quang điện (bước sóng giới hạn) $\lambda_0$ của kẽm — là bước sóng dài nhất còn gây ra hiện tượng quang điện — rồi dùng công thức:

$$A = \dfrac{hc}{\lambda_0}$$

Trong thí nghiệm nêu trên, ta chưa xác định được $\lambda_0$ nên chưa thể tính được công thoát $A$.

Đáp số