Bài tập về Lượng tử sánh sáng Vật lí lớp 12 - Phạm Thị Ngọc Uyên

CHƢƠNG 6 LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG_VL12

Phạm Thị Ngọc Uyên_ĐHSPHN Phone: 0971592698 Page 1 Gmail: uyenpham1809@gmail.com

CHƢƠNG 6: LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN

TÓM TẮT CÔNG THỨC 1. Phƣơng trình Einstein:

+ Giới hạn quang điện: 19 0 ;1 1,6.10 ( ) hc eV J A J    

+ Động năng: 2 d0max 0max 1 W ( ) 2 mv J 

+ Phương trình Einstein: = A + Wđ0max hay 2 0max 0

1 2 hc mv    

hay Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1, định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2.

2. Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện: Iqđ = 0  3. Dòng quang điện bão hòa: với n là số electron bật ra khỏi Catot để đến Anot trong thời gian Δt. (trong đó n1 là số e bứt ra trong 1 giây).

4. Năng lƣợng chùm photon: W W . N N     

5. Công suất bức xạ của nguồn: với N là số photon đập vào Catot trong thời gian t, W là năng lượng của chùm photon chiếu vào Catot. 6. Hiệu suất lƣợng tử: là tỉ số giữa số electron bứt ra và số photon đập vào Catot trong khoảng thời gian t:

  . W . W .

hc N N N hc P t t t t  

    

. . .

bh

bh

I

e I hc n H P N P e hc

    

Ibh = n1.|e|

2 0max 2 mv hc hf A      

. bh bh

I t n q I n t q

      

Wđ0max = |eUh|

ThuVienDeThi.com

CHƢƠNG 6 LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG_VL12

Phạm Thị Ngọc Uyên_ĐHSPHN Phone: 0971592698 Page 2 Gmail: uyenpham1809@gmail.com

7. Định lí về độ biến thiên động năng

Wđ – Wđ0 = e. UAK

2 2

0 . 2 2

AK mv mv eU   

Trong đó: UAK là hiệu điện thế giữa anot và catot v là vận tốc electron khi đập vào đối catot v0 là vận tốc của electron khi rời catot (thường v0 = 0)

8. Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại Vmax và khoảng cách cực đại dmax mà electron chuyển

động trong điện trƣờng cản có cƣờng độ E đƣợc tính theo công thức:



2 max 0max max

max

1 2 1

eV mv eEd

hc V A V e 

 

       

9. Bƣớc sóng ngắn nhất của tia Rơnghen WđA = e. UAK (vì coi động năng tại catot WđK = 0) WđA = Q + εX, khi bỏ qua nhiệt lượng Q thì

10. Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trƣờng đều B Xét electron vừa rời khỏi catot thì v = vomax

Khi sin 1 mv v B R eB       

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). Các hằng số Đổi đơn vị h = 6,625.10-34 J.s 1nm = 10-9 m

c = 3.108 m/s

0 1A= 10-10m m = 9,1.10-31 kg 1eV = 1,6.10-19 J e = 1,6.10-19 C 1MeV = 106 eV

max min . X AK

AK

hc eU eU     

  , , sin mv R v B eB    

 

ThuVienDeThi.com

CHƢƠNG 6 LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG_VL12

Phạm Thị Ngọc Uyên_ĐHSPHN Phone: 0971592698 Page 3 Gmail: uyenpham1809@gmail.com

BÀI TOÁN 1: TÌM CÔNG THOÁT, GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN Câu 1: Công thoát êlectron của một kim loại bằng 3,43.10-19J. Giới hạn quang điện của kim loại này là

A. 0,58 m. B. 0,43m. C. 0,30m. D. 0,50m.

Câu 2: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 m. Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là A. 6,625.10-20J. B. 6,625.10-17J. C. 6,625.10-19J. D. 6,625.10-18J. Câu 3: Công thoát êlectron ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV. Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J . Giới hạn quang điện của kim loại đó là A. 0,33 àm. B. 0,22 àm. C. 0,66. 10-19 àm. D. 0,66 àm.

Câu 4: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 m. Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này bằng

A. 2,65.10-19J. B. 26,5.10-19J. C. 2,65.10-32J. D. 26,5.10-32J. Câu 5: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 1,88 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là

A. 550 nm B. 220 nm C. 1057 nm D. 661 nm

Câu 6: Công thoát êlectron của một kim loại là 7,64.10-19J. Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các

bức xạ có bước sóng là 1 = 0,18 m, 2 = 0,21 m và 3 = 0,35 m. Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s. Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?

A. Hai bức xạ (1 và 2). …