Ôn tập môn Vật lý Chương 8: Lượng tử ánh sáng52154

Chương LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A – KIẾN THỨC CƠ BẢN Hiện tượng quang điện: - Khi chiếu chùm ánh sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào mơt kim loại làm cho electron bề mặt kim loại bật Đó tượng quang điện Các electron bị bật gọi electron quang điện (quang electron) Các định luật quang điện: a) Định luật quang điện thứ nhất: Đối với kim loại dùng làm catốt có bước sóng giới hạn o định, gọi giới hạn quang điện HTQĐ xảy bước sóng  ánh sáng kích thích, nhỏ giới hạn quang điện (  o) b) Định luật quang điện thứ hai: Đối với ánh sáng thích hợp (  o) cường độ dịng quang điện bão hồ tỷ lệ với cường độ chùm sáng kích thích c) Định luật quang điện thứ ba: Động ban động cực đại electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại dùng làm catốt Thuyết lượng tử: a) Những hạn chế thuyết sóng: Khi ánh sáng chiếu vào K, điện trường biến thiên sóng ánh sáng làm cho electron kim loại dao động Cường độ chùm sáng kích thích lớn, điện trường mạnh làm cho electron dao động mạnh đến độ khỏi kim loại  dịng quang điện Do đó: - HTQĐ xảy với ánh sáng nào, miễn có cường độ đủ lớn Điều mâu thuẫn với định luật QĐ - Wđomax phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích: điều mâu thuẫn với định luật QĐ - Mặt khác theo thuyết sóng, cường độ ánh sáng phải đủ lớn có tượng quang điện Thực tế   o cường độ ánh sáng kích thích nhỏ  xảy HTQĐ b) Nội dung: - Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay xạ ánh sáng cách liên tục mà thành phần riêng biệt, đứt qng Mỗi phần mang lượng hồn toàn xác định Gọi lượng tử lượng Mỗi lượng tử có độ lớn  = hf (f: tần số ánh sáng; h: số plank) - Một chùm sóng dù yếu chứa số lớn lượng tử ánh sáng (phơtơn) ta có cảm giác chùm sáng liên tục Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số phô tôn - Các phôtôn chuyển động với vận tốc vận tốc ánh sáng Khi truyền phôtôn không thay đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn sáng Công thức Anhstanh tượng quang điện: hc hf   A  mvo2max  Muốn cho dòng quang điện triệt tiêu hồn tồn hiệu điện thế anốt catốt phải đạt tới giá trị âm – Uh đó; Uh gọi hiệu điện hãm mU o2max e.U h  -19 -31 (e = 1,6.10 C; m = 9,1.10 kg: điện tích khối lượng electron) * Hiệu suất tượng quang điện (hiệu suất lượng tử) H= số electron bật khỏi kim loại (catốt) số phôtôn tới kim loại (catốt) * Cường độ dịng quang điện bão hồ: n.e Với n số electron bật khỏi catốt (và đến anốt) giây Bước sóng nhỏ tia Rơnghen (tia X) phát từ ống Rơnghen: DeThiMau.vn Ibh = X  min với min = hc Wd Với Wđ động electron tới đạp vào đối catốt, có giá trị: Wd  mv 2  eU , U hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen Mẫu nguyên tử Bohr: a)Hai giả thuyết (tiên đề) Bohr: * Tiên đề 1: (về trạng thái dừng): Nguyên tử tồn trạng thái có lượng hồn tồn xác định gọi trạng thái dừng Trong trạng thái dừng, nguyên tử không xạ * Tiên đề II: (về xạ hấp thụ lượng nguyên tử) + Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng Em sang trạng thái dừng có lượng En (với Em > En) ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu: Em – En (fmn: tần số ánh sáng ứng với phơtơn đó) + Nếu ngun trạng thái dừng có lượng En thấp mà hấp thụ phơtơn có lượng h.fmn hiệu: Em – En chuyển lên trạng thái dừng có lượng Em cao hån ε  hf mn  Em  En Em Với fmn tần số ánh sáng ứng với phơtơn h.fmn h.fmn b) * Hệ quả: En theo quĩ đạo có - Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân bán kính hồn tồn xác định gọi quĩ đạo dừng, tỷ lệ với bình phương số ngun liên tiếp Bán kính: ro, 4ro; 9ro; 16ro; 25ro; 36ro Tên quỹ đạo: K, L; M; N; O; P với ro = 5,3.10-11m: bán kính Bohr Quang phổ vạch hiđrơ: Gồm nhiều vạch xác E6 (P) định, tách rời (xem hình vẽ) E5 (O) Ở trạng thái bình thường (trạng thái bản) nguyên E4 (N) động tử H có lượng thấp nhất, electron chuyển quĩ đạo K E3 Khi kích thích, electron chuyển lên quĩ (M) đạo cao (L, M, N, O, P ) Nguyên tử tồn thời gian bé (10-8s) trạng thái kích E2 (L) thích HHHH sau chuyển mức thấp phát phơtơn tương ứng - Khi chuyển mức K tạo nên quang phổ vạch dãy E (K) balmer - Khi chuyển mức M: tạo nên quang phổ vạch dãy Paschen dãy Lyman dãy Balmer dãy Paschen B – CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN VIII Giới hạn quang điện kim loại … A bước sóng ánh sáng kích thích B bước sóng riêng kim loại C bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích kim loại D cơng electron bề mặt kim loại VIII.1.1 Giới hạn quang điện kim loại … A Bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại gây tượng quang điện B Bước sóng ngắn xạ chiếu vào kim loại gây tượng quang điện C Công nhỏ dùng để bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại D Công lớn dùng để bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại VIII.2 Chọn phát biểu sai A Đối với kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ trị số o đó, gây tượng quang điện DeThiMau.vn B Dòng quang điện triệt tiêu hiệu điện anốt catốt không C Khi tượng quang điện xảy ra, cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với cường độ chùm sáng kích thích D Hiệu điện anốt catốt khơng tồn dịng quang điện VIII.2.2 Dòng quang điện đạt đến bão hoà A Tất êlectron bật từ catôt catôt chiếu sáng anôt B Tất êlectron bật từ catôt catôt chiếu sáng quay trở catôt C Có cân số êlectron bật từ catôt số êlectron bị hút trở lại catôt D Số êlectron từ catôt anôt không đổi theo thời gian VIII.3 Chọn câu Các electron quang điện bị bứt khỏi bề mặt kim loại ánh sáng kích thích chiếu vào bề mặt kim loại có … A cường độ sáng lớn B bước sóng nhỏ hay giới hạn xác định C bước sóng lớn D bước sóng nhỏ VIII.4 Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc vào A Giao thoa ánh sáng tổng hợp hai chùm sáng chiếu vào chỗ B Giao thoa hai chùm sáng từ hai bóng đèn xảy chúng qua kính lọc sắc C Giao thoa ánh sáng xảy ánh sáng đơn sắc D Giao thoa ánh sáng xảy hai chùm sóng ánh sáng kết hợp đan xen vào VIII.5 Chọn phát biểu Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt tuỳ thuộc … A hiệu điện anốt catốt tế bào quang điện B bước sóng ánh sáng chiếu vào catốt C chất kim loại D điện trường anốt catốt VIII.6 Chọn phát biểu sai A Bên bóng thuỷ tinh tế bào quang điện chân khơng B Dịng quang điện có chiều từ anốt sang catốt C Catốt tế bào quang điện tường phủ lớp kẽm kim loại kiềm D Trong tế bào quang điện, điện trường hướng từ catốt đến anốt VIII.7 Một kẽm tích điện âm chiếu vào chùm tia hồng ngoại có tượng xảy ? A Tấm kẽm điện tích âm B Tấm kẽm bớt electron C Tấm kẽm bớt điện tích dương D Khơng có tượng xảy VIII.8 Tìm phát biểu thí nghiệm Hertz: A Chiếu ánh sáng thích hợp có bước sóng đủ lớn vào bề mặt kim loại làm cho electron bề mặt kim loại bật B Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào kẽm tích điện dương, hai điện nghiệm cụp lại C Hiện tượng thí nghiệm Hertz gọi tượng xạ nhiệt electron D Thí nghiệm Hertz giải thích thuyết lượng tử ánh sáng VIII.9 Chọn câu Công thức liên hệ giới hạn quang điện o, cơng A, số plăng h vận tốc ánh sáng c là: hA A c A o  B o.A = h.c C o  D o  c hc hA VIII.10 Công thức mối liên hệ độ lớn hiệu điện hãm (Uh), độ lớn điện tích electron (e), khối lượng electron (m) vận tốc ban đầu cực đại electron (vomax): A 2eU B mU C mU D eU h  m.v02max h  2e.v02max h  e.v02max h  m.v02max VIII.11 Phương trình sau sai so với phương trình Anhstanh: DeThiMau.vn A hf =A+ mv omax B hf = C hc   hc o  eU h D hc   hc eU h + o hc o  mv omax VIII.12 Cho khối lượng electron m = điện tích electron e = 1,6.10-19C; Tính vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện biết hiệu điện hãm 45,5V A 3,2.106m/s B 1,444.106m/s C 4.106m/s D 1,6.10-6m/s VIII.13 Tìm số electron quang điện đến đạp vào bề mặt catốt giây biết cường độ dịng quang điện bão hồ 24A Cho điện tích electron e = 1,6.10-19C A 1,5.1012hạt B 3.1013hạt C 1,5.1014 hạt D 0,67.1013hạt -19 VIII.14 Tính bước sóng ánh sáng mà lượng phơtơn 2,8.10 J Cho số plăng h = 6,625.1034Js, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s A 0,71m B 0,66m C 0,45m D 0,58m VIII.15 Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6m phát phơtơn 1s, công suất phát xạ đèn 10W ? A 1,2.1019hạt/s B 6.1019hạt/s C 4,5.1019hạt/s D 3.1019hạt/s VIII.16 Tìm kết luận sai thuyết lượng tử anh sáng A Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay xạ ánh sáng cách liên tục, mà thành phần riêng biệt, đứt quãng B Mỗi phần mang lượng hồn tồn xác định gọi lượng tử lượng C Ta có cảm giác chùm liên tục số lượng phơtơn lớn D Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử không đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn sáng VIII.17 Tìm phát biểu sai lưỡng tính sóng hạt A Hiện tượng giao thoa ánh sáng thể tích chất sóng B Hiện tượng quang điện, ánh sáng thể tính chất hạt C Sóng điện từ có bước sóng ngắn cngà thể rõ tính chất sóng D Các sóng điện từ có bước sóng dài tính chất sóng thể rõ tính chất hạt VIII.18 Tìm phát biểu sai tượng quang dẫn tượng quang điện A Công kim loại lớn cơng cần thiết để bứt electron liên kết bán dẫn B Phần lớn tế bào quang điện hoạt động với ánh sáng hồng ngoại C Phần lớn quang trở hoạt động với ánh sáng hồng ngoại D Chỉ có tế bào quang điện có catốt làm kim loại kiềm hoạt động với ánh sáng khả kiến VIII.19 Tìm phát biểu sai tạo thành quang phổ vạch hiđrơ A Các vạch dãy Laiman hình thành electron chuyển quỹ đạo K B Các vạch dãy Banme hình thành electron chuyển quỹ đạo N C Các vạch dãy Pasen hình thành electron chuyển quỹ đạo M D Trong dãy Banme có bốn vạch Hα , H , H , H thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy VIII.20 Các xạ dãy Laiman thuộc dãy thang sóng điện từ ? A Tử ngoại B Hồng ngoại C Ánh sáng khả kiến D Một phần vùng tử ngoại vừa vùng nhìn thấy VIII.21 Các xạ dãy Banme thuộc dãy thang sóng điện từ ? A Tử ngoại B Hồng ngoại C Ánh sáng khả kiến D Một phần vùng tử ngoại, bốn vạch đầu vùng nhìn thấy VIII.22 Các xạ dãy Pasen thuộc dãy thang sóng điện từ ? A Tử ngoại B Hồng ngoại C Ánh sáng khả kiến D Một phần vùng hồng ngoại, phần vùng nhìn thấy 9,1.10-31kg, DeThiMau.vn VIII.23 Bốn vạch Hα , H , H , H nguyên tử hiđrô thuộc dãy ? A Laiman B Banme C Pasen D Vừa banme vừa laiman VIII.24 Hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen 3.104V Cho điện tích electron e = 1,6.10-19C; số plank h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Bước sóng nhỏ chùm tia Rơnghen phát ra: A 4,14.10-11m B 3,14.10-11m C 2,25.10-11m D 1,6.10-11m o VIII.25 Một ống Rơnghen phát bứt xạ có bước sóng nhỏ A Cho điện tích electron e = 1,6.10-19C; số plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Tính hiệu điện anốt catốt A 2500V B 2475V C 3750V D 1600V VIII.26 Cơng Cêsi A = 1eV Cho khối lượng electron m = 9,1.10-31kg, điện tích electron e = 1,6.10-19C; số plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện chiếu vào cêsi ánh sáng có bước sóng 0,5m là: A 7,3.105m/s B 4.106m/s C 5.105m/s D 6,25.105m/s VIII.27 Chọn câu sai Tia Rơnghen có tính chất: A Tia Rơnghen làm phát quang số chất B Tia Rơnghen gây hiệu ứng quang điện C Tia Rơnghen làm ion hố mơi trường D Xun qua chì dầy vài centimét VIII.28 Thuyết lượng tử giải thích tượng ? Chọn câu sai A Sự phát quang chất B Hiện tượng quang điện ngồi C Hiện tượng quang hố D Hiện tượng ion hố mơi trường o VIII.29 Giới hạn quang điện Cs 6600 A Cho số plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân khơng c = 3.108m/s Tính cơng A Cs đơn vị eV A 3,74eV B 2,14eV C 1,52eV D 1,88eV VIII.30 Trong thời gian 1phút, có 1,2.10 electron tách khỏi catốt tế bào quang điện để anốt Tính cường độ dịng quang điện bão hồ Biết điện tích electron e = 1,6.10-19C A 0,16mA B 0,32mA C 0,5mA D 0,5mA VIII.31 Catốt tế bào quang điện làm Cs có  =0,6m Cho khối lượng electron m = 9,1.10-31kg, điện tích electron e = 1,6.10-19C; số plăng h = 6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Chiếu vào ca tốt xạ có bước sóng  = 0,33m Để triệt tiêu dòng quang điện UAK phải thoả mãn : A UAK  -1,88V B UAK  - 2,04 V C UAK  - 1,16 V D UAK  - 2,35 V VIII.32 Trong nguồn sáng sau đây, nguồn cho quang phổ vạch phát xạ ? A Thỏi thép cácbon nóng sáng lị nung B Mặt trời C Dây tóc bóng đèn làm vonfram nóng sáng D Bóng đèn nêon bút thử điện VIII.33 Trong nguồn sáng sau đây, nguồn cho quang phổ vạch hấp thụ ? A Mặt trời B Ngọn lửa đèn cồn có vài hạt muối rắc vào bấc C Đèn ống huỳnh quang D Hợp kim đồng nóng sáng lị luyện kim VIII.34 Một đèn Na chiếu sáng có cơng suất phát xạ P = 100W Bước sóng ánh sáng vàng đèn phát 0,589m Hỏi 30s, đèn phát phôtôn ? Cho số plăng h = 6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s A 6.1024 B 9.1018 C 9.1024 D 12.1022 VIII.35 Cường độ dịng quang điện bão hồ mạch 0,32mA Tính số e- tách khỏi catốt tế bào quang điện thời gian t = 20s, biết có 80% electron tách chuyển anốt Cho e = 1,6.10-19C A 5.1016 B 3.1018 C 2,5.1016 D 3.1020 DeThiMau.vn VIII.36 Mẫu nguyên tử Bohr áp dụng cho A ngun tử hiđrơ B hêli C ion D hiđrô ion tương tự hiđrô VIII.37 Phát biểu sau sai A Giả thiết sóng ánh sáng khơng giải thích dịnh luật quang điện B Ánh sáng có chất sóng điện từ C Ánh sáng có tính chất hạt, hạt gọi phôtôn D Vì ánh sáng có tính chất hạt nên gây tượng quang điện kim loại VIII.38 Chọn phát biểu Trong phản ứng hạt nhân, prơtơn A biến thành nơtrơn ngược lại B biến thành nuclơn ngược lại C bảo tồn D biến thành hạt nhân khác VIII 39 Chọn phát biểu Dãy Lyman quang phổ vạch hiđrô ứng với dịch chuyển electron từ quỹ đạo dừng có lượng cao quỹ đạo : A K B L C M D N VIII.40 Chiếu tia tử ngoại có bước sóng 0,25m vào catốt tế bào quang điện phủ Na có giới hạn quang điện 0,5m Tìm động ban đầu cực đại electron quang điện Cho số plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s A 2,75.10-19J B 3,97.10-19J C 4,15.10-19J D 3,18.10-19J C ĐÁP ÁN VIII.1 C VIII.2 B VIII.3 D VIII.4 D VIII.5 D VIII.6 A VIII.7 C VIII.8 D VIII.9 B VIII.10 A VIII.11 B VIII.12 C VIII.13 C VIII.14 A VIII.15 D VIII.16 C VIII.17 C VIII.18 B VIII.19 B VIII.20 A VIII.21 D VIII.22 B VIII.23 B VIII.24 A VIII.25 B VIII.26 A VIII.27 D VIII.28 D VIII.29 D VIII.30 B DeThiMau.vn VIII.31 A VIII.32 D VIII.33 A VIII.34 C VIII.35 A VIII.36 D VIII.37 D VIII.38 A VIII.39 A VIII.40 B ... hấp thụ lượng nguyên tử) + Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng Em sang trạng thái dừng có lượng En (với Em > En) ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu: Em – En (fmn: tần số ánh sáng... phôtôn 1s, công suất phát xạ đèn 10W ? A 1,2.1019hạt/s B 6.1019hạt/s C 4,5.1019hạt/s D 3.1019hạt/s VIII.16 Tìm kết luận sai thuyết lượng tử anh sáng A Những nguyên tử hay phân tử vật chất không... thuyết lượng tử ánh sáng VIII.9 Chọn câu Công thức liên hệ giới hạn quang điện o, công thoát A, số plăng h vận tốc ánh sáng c là: hA A c A o  B o.A = h.c C o  D o  c hc hA VIII.10 Công thức