TÓM TẮT LÝ THUYẾT CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

LÝ THUYẾT CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I – HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI A – LÝ THUYẾT CẦN NẮM Thí nghiệm Héc tượng quang điện + Khi chiếu ánh sáng hồ quang điện vào kẽm tích điện âm góc lệch kim điện kế giảm đi, thay kẽm kim loại khác tượng xảy tương tự ánh sáng hồ quang electron bật khỏi kẽm Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện ngồi * Lưu ý: thí nghiệm trên, dùng thuỷ tinh suốt chắn đường ánh sáng góc lệch kim điện kế khơng đổi có tia tử ngoại gây tượng quang điện ngồi cho kẽm cịn ánh sáng nhìn thấy khơng Định luật giới hạn quang điện Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có giá trị  0 (λ0 giới hạn quang điện kim loại đó) gây tượng quang điện II – THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG (THUYẾT PHÔTÔN) Giả thuyết Plăng + Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ hoàn toàn xác định hf + Lượng lượng nói gọi lượng tử lượng:  hf Trong f tần số ánh sáng; h = 6,625.10-34 J.s gọi số Plăng Thuyết lượng tử ánh sáng + Ánh sáng tạo nên hạt gọi phôtôn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phơtơn giống mang lượng: hc  hf  + Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ v = c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ phát xạ hay hấp thụ phôtôn * Lưu ý: phôtôn tồn trạng tháy chuyển động, không tồn trạng thái đứng yên Giải thích định luật giới hạn quang điện hc + 0 A Trong đó: A cơng thốt: lượng cần thiết để bứt electron khỏi liên kết đưa khỏi bề mặt kim loại B – TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT CỦNG CỐ Câu 1: (Đề TNTHPT 2021) Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi A tượng quang điện B tượng quang phát quang C tượng giao thoa ánh sáng D tượng quang điện Câu 2: (Đề TNTHPT 2020) Gọi h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân không Giới hạn quang điện 0 kim loại có cơng A xác định công thức sau đây? A λ0 = hA c A B λ0 = hc C λ0 = hc A D λ0 = Ac h Câu 3: (Đề TNTHPT 2020) Gọi h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân khơng Chiếu xạ có bước sóng  vào mặt kim loại có cơng A tượng quang điện xảy A   hc A B  = 3hc A C   4hc A D  = 2hc A Câu 4: (Đề minh hoạ 2020) Gọi h số Plăng Với ánh sáng đơn sắc có tần số f phơtơn ánh sáng mang lượng f h A hf B C D hf h f Câu 5: (Đề minh hoạ 2020)Theo thuyết lượng tử ánh sáng, ánh sáng tạo thành hạt sau đây? A Prôtôn B Nơtron C Phôtôn D Êlectron Câu 6: Phát biểu sau sai nói phơtơn ánh sáng? A Phôtôn tồn trạng thái chuyển động B Mỗi phơtơn có lượng xác định C Năng lượng phơtơn ánh sáng tím lớn lượng phôtôn ánh sáng đỏ D Năng lượng phôtôn ánh sáng đơn sắc khác nhau Câu 7: Chọn phát biểu đúng, nói thuyết lượng tử ánh sáng A Năng lượng phôtôn nhỏ cường độ chùm ánh sáng nhỏ B Phơtơn chuyển động hay đứng n tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên C Năng lượng phôtôn lớn tần số ánh sáng ứng với phơtơn nhỏ D Ánh sáng tạo hạt gọi phôtôn Câu 8: Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích A tượng quang – phát quang B tượng giao thoa ánh sáng C nguyên tắc hoạt động pin quang điện D tượng quang điện ngồi Câu 9: Gọi lượng phơtơn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục ánh sáng tím Đ, L T A T>L> eĐ B T>Đ> eL C Đ>L> eT D L>T>Đ Câu 10: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai? A Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn B Năng lượng phôtôn ánh sáng nhau, không phụ thuộc tần số ánh sáng C Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s D Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn Câu 11: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc có lượng lớn ánh sáng đơn sắc có A tần số lớn B tốc độ truyền lớn C bước sóng lớn D chu kì lớn Câu 12: Khi nói phơtơn phát biểu ? A Năng lượng phơtơn lớn bước sóng ứng với phơtơn lớn B Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn mang lượng C Năng lượng phơtơn ánh sáng tím nhỏ lượng phôtôn ánh sáng đỏ D Phôtôn tồn trạng thái đứng yên HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG A – LÝ THUYẾT CẦN NẮM Hiện tượng quang điện a Chất quang dẫn ➢ Là số chất bán dẫn dẫn điện không chiếu sáng trở nên dẫn điện tốt chiếu sáng b Hiện tượng quang điện ➢ Là tượng chiếu ánh sáng vào chất quang dẫn làm giải phóng êlectron liên kết để trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện c Định luật giới hạn quang điện ➢ Với chất quang dẫn xác định, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ λ0 xảy tượng quang điện - Giới hạn quang điện λ0 lớn nhiều so với quang điện ngồi nên tia hồng ngoại gây quang điện cho số chất Ứng dụng tượng quang điện a Quang điện trở + Nguyên tắc hoạt động dựa vào tượng quang điện + Là điện trở làm chất quang dẫn + Khi không chiếu sáng điện trở tầm vài mêgaôm (MΩ) (vài triệu ôm); chiếu sáng điện trở giảm cịn vài chục ơm (Ω) b Pin quang điện + Nguyên tắc hoạt động dựa vào tượng quang điện + Là thiết bị biến đổi trực tiếp quang thành điện + Hiệu suất pin thấp, tầm 10% tức 10J lượng ánh sáng chiếu vào pin có 1J chuyển thành điện B – TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT CỦNG CỐ Câu 1: (Đề minh hoạ 2021) Chất sau chất quang dẫn? A Cu B Pb C PbS D Al Câu 2: (Đề minh hoạ 2020) Khi chiếu xạ có bước sóng sau vào CdTe (giới hạn quang dẫn 0,82  m ) gây tượng quang điện trong? A 0,9 μm B 0,76 μm C 1,1 μm D 1,9 μm Câu 3: Pin quang điện nguồn điện hoạt động dựa tượng A quang điện B huỳnh quang C quang – phát quang D tán sắc ánh sáng Câu 4: Pin quang điện nguồn điện, A hóa biến đổi trực tiếp thành điện B quang biến đổi trực tiếp thành điện C biến đổi trực tiếp thành điện D nhiệt biến đổi trực tiếp thành điện Câu 5: Khi chiếu chùm ánh sáng thích hợp vào khối bán dẫn A Mật độ electron khối bán dẫn giảm mạnh B Nhiệt độ khối bán dẫn giảm nhanh C Mật độ hạt dẫn điện khối bán dẫn tăng nhanh D Cấu trúc tinh thể khối bán đẫn thay đổi Câu 6: Nguyên tắc hoạt động quang điện trở dựa vào A tượng tán sắc ánh sáng B tượng quang điện C tượng quang điện D tượng phát quang chất rắn Câu 7: Pin quang điện hoạt động dựa vào A tượng quang điện B tượng quang điện C tượng tán sắc ánh sáng D phát quang chất Câu 8: Điều sau sai nói pin quang điện ? A Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện B Pin quang điện thiết bị điện sử dụng điện để biến đổi thành quang C Pin quang điện hoạt động dựa tượng quang điện bên D Pin quang điện dùng nhà máy điện Mặt trời, vệ tinh nhân tạo Câu 9: Trong chất bán dẫn có hai loại hạt mang điện A electron ion dương B ion dương lỗ trống mang điện âm C electron iôn âm D electron lỗ trống mang điện dương Câu 10: (Đề minh hoạ 2020) Khi chiếu xạ đơn sắc mà phôtôn có lượng  vào Si gây tượng quang điện Biết lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) Si 1,12 eV Năng lượng  nhận giá trị sau đây? A 1,23 eV B 0,70 eV C 0,23 eV D 0,34 eV Câu 11: Suất điện động pin quang điện có đặc điểm đây? A Có giá trị lớn B Có giá trị khơng đổi, khơng phụ thuộc điều kiện bên ngồi C Có giá trị nhỏ D Chỉ xuất pin chiếu sáng HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT QUANG A – LÝ THUYẾT CẦN NẮM Định nghĩa ➢ Một số chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang ➢ Ngoài quang - phát quang, thực tế cịn có số tượng phát quang khác như: + Hoá – phát quang: đom đóm + Phát quang catốt: hình vơ tuyến + Điện – phát quang: đèn LED … Phân loại Căn vào kéo dài phát quang người ta phân làm hai loại: a Sự huỳnh quang ➢ Xảy chất lỏng chất khí chất huỳnh quang chất lỏng khí ➢ Ánh sáng phát quang tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích b Sự lân quang ➢ Xảy chất rắn ➢ Ánh sáng phát quang kéo dài sau tắt ánh sáng kích thích ➢ Ứng dụng: + Làm sơn để quét biển báo giao thông, vạch chia đường… + Quét lên áo ngững người làm việc đường vào ban đêm … Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang ➢ Bước sóng ánh sáng phát quang lớn ánh sáng kích thích  pq  kt λpq > λkt ➢ Nguyên nhân: hấp thụ lượng phơtơn kích thích, ngun tử mát lượng va chạm với nguyên tử khác nên phát xạ phơtơn ánh sáng lượng nhỏ ban đầu dẫn đến bước sóng lớn B – TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT CỦNG CỐ Câu 1: (Đề minh hoạ 2018) Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thấy dung dịch phát ánh sáng màu lục Đây tượng A phản xạ ánh sáng B tán sắc ánh sáng C hóa - phát quang D quang - phát quang Câu 2: (Đề TNTHPT 2021) Sự phát quang nhiều chất rắn có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi là? A Sự lân quang B Sự nhiễu xạ ánh sáng C Sự tán sắc ánh sáng D Sự giao thoa ánh sáng Câu 3: Khi chiếu vào chất lỏng ánh sáng màu chàm ánh sáng huỳnh quang phát khơng thể A ánh sáng màu tím B ánh sáng màu vàng C ánh sáng màu đỏ D ánh sáng màu lục Câu 4: Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thấy dung dịch phát ánh sáng màu lục Đó tượng A phản xạ ánh sáng B quang - phát quang C hóa - phát quang D tán sắc ánh sáng Câu 5: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, nguyên tử hay phân tử chất phát quang hấp thụ hồn tồn phơtơn ánh sáng kích thích có lượng ε để chuyển sang trạng thái kích thích, sau A giải phóng electron tự có lượng nhỏ ε có mát lượng B phát phơtơn khác có lượng lớn ε có bổ sung lượng C giải phóng electron tự có lượng lớn ε có bổ sung lượng D phát phơtơn khác có lượng nhỏ ε mát lượng Câu 6: (QG 2017): Đèn LED sử dụng phổ biến nhờ hiệu suất phát sáng cao Nguyên tắc hoạt động đèn LED dựa tượng A điện - phát quang B hóa - phát quang C nhiệt - phát quang D quang - phát quang Câu 7: Nhận xét sau tượng quang phát quang đúng: A Ánh sáng huỳnh quang ánh sáng tồn thời gian dài 10-8 s sau ánh sáng kích thích tắt B Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích C Ánh sáng lân quang tắt sau tắt ánh sáng kích thích D Ánh sáng lân quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích Câu 8: Hãy chọn câu Trong tượng quang – phát quang, hấp thụ hồn tồn phơtơn đưa đến A giải phóng electron tự B giải phóng electron liên kết C giải phóng cặp electron lỗ trống D phát phôtôn khác Câu 9: Hãy chọn câu xét phát quang chất lỏng chất rắn A Cả hai trường hợp phát quang huỳnh quang B Cả hai trường hợp phát quang lân quang C Sự phát quang chất lỏng huỳnh quang, chất rắn lân quang D Sự phát quang chất lỏng lân quang, chất rắn huỳnh quang Câu 10: Trường hợp sau không với phát quang ? A Sự phát sáng bóng đèn dây tóc có dịng điện chạy qua B Sự phát sáng phôtpho bị ôxi hố khơng khí C Sự phát quang số chất chiếu sáng tia tử ngoại D Sự phát sáng đom đóm Câu 11: (Đề THPTQG 2017) Trong khơng khí, chiếu ánh sáng có bước sóng 550 nm vào chất huỳnh quang chất phát ánh sáng huỳnh quang có bước sóng A 480 nm B 540 nm C 650 nm D 450 nm MẪU NGUYÊN TỬ BO A – LÝ THUYẾT CẦN NẮM – CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ a Tiên đề trạng thái dừng ➢ Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định En , gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ ➢ Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng ➢ Cơng thức tính quỹ đạo dừng electron nguyên tử hyđrô: rn = n r0 , với n số nguyên r0 = 5,3.10 −11 m , gọi bán kính Bo 2 … Bán kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 … Tên L M N O P … n K 13, (eV ) n2 b Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử ➢ Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: En = − ➢ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em thấp nguyên tử phát phơtơn có lượng hiệu: hc  = En − Em = hf =  ➢ Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En - Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng cao En En Em QUANG PHỔ VẠCH PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUVÊN TỬ HIĐRÔ ➢ Quang phổ vạch phát xạ Hiđrơ gồm vạch vùng nhìn thấy: đỏ, lam, chàm, tím Ngồi có vạch vùng tử ngoại vùng hồng ngoại ➢ Giải thích tạo thành quang phổ vạch Hiđrô: n= n=6 λtím P λchàm O n=5 λlam N n=4 λđỏ M n=3 Vùng hồng ngoại L ngoại n=2 Vùng tử ngoại Ánh sáng nhìn thấy n=1 K Vùng tử ngoại + Khi êlectrơn chuyển từ trạng thái có lượng cao trạng thái (trạng thái K) nguyên tử phát phôtôn vùng tử ngoại (mắt thường khơng nhìn thấy) + Khi êlectrơn chuyển từ trạng thái có lượng cao trạng thái kích thích thứ (trạng thái L) nguyên tử phát phơtơn vùng tử ngoại vùng nhìn thấy − Từ P L phát phơtơn màu tím − Từ O L phát phôtôn màu chàm − Từ N L phát phôtôn màu lam − Từ M L phát phôtôn màu đỏ + Khi êlectrơn chuyển từ trạng thái có lượng cao trạng thái kích thích thứ hai (trạng thái M) ngun tử phát phơtơn vùng hồng ngoại (mắt thường khơng nhìn thấy) B – TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT CỦNG CỐ Câu 1: Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng nguyên tử A trạng thái kích thích B trạng thái trạng thái kích thích C trạng thái D trạng thái mà electron nguyên tử dừng chuyển động Câu 2: (Đề minh hoạ 2020) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Gọi r0 bán kính Bo Trong quỹ đạo dừng êlectron có bán kính r0 , 4r0 ,9r0 16r0 , quỹ đạo có bán kính ứng với trạng thái dừng có mức lượng thấp nhất? A r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 Câu 3: (Đề TNTHPT 2020) Xét nguyên tử hidro theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng: K; L; M; N; O; electron tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp Quỹ đạo dừng K có bán kính ro (bán kính Bo) Quỹ đạo dừng M có bán kính A 16r0 B 9r0 C 4r0 D 25r0 Câu 4: (Đề minh hoạ 2021) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, r0 bán kính Bo Khi êlectron chuyển động quỹ đạo dừng M có bán kính quỹ đạo A 4r0 B 9r0 C 16r0 Câu 5: D 25r0 (Đề minh hoạ 2020) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Biết r0 bán kính Bo Bán kính quỹ đạo dừng K có giá trị A 4r0 B r0 C 9r0 Câu 6: Theo mẫu nguyên tử Bo, quỹ đạo dừng quỹ đạo mà A Nguyên tử không chuyển động B êlectrôn không chuyển động C êlectrôn chuyển động quỹ đạo có bán kính xác định D Ngun tử chuyển động quỹ đạo có bán kính xác định D 16r0 ... Ánh sáng huỳnh quang ánh sáng tồn thời gian dài 10-8 s sau ánh sáng kích thích tắt B Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích C Ánh sáng lân quang tắt sau tắt ánh sáng. .. Câu 9: Gọi lượng phơtơn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục ánh sáng tím Đ, L T A T>L> eĐ B T>Đ> eL C Đ>L> eT D L>T>Đ Câu 10: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai? A Ánh sáng tạo thành... Đó tượng A phản xạ ánh sáng B quang - phát quang C hóa - phát quang D tán sắc ánh sáng Câu 5: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, nguyên tử hay phân tử chất phát quang