Giải SBT lí 12 bài 30 hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng

Bài 30 Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng Bài 30 1 trang 83 Sách bài tập Vật Lí 12 Trong hiện tượng nào dưới đây có thể xảy ra hiện tượng quang điện? Ánh sáng mặt trời chiếu vào A mặt nước[.]

Bài 30: Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng Bài 30.1 trang 83 Sách tập Vật Lí 12: Trong tượng xảy tượng quang điện? Ánh sáng mặt trời chiếu vào A mặt nước biển B C mái ngói D kim loại khơng sơn Lời giải: Ánh sáng mặt trời chiếu vào kim loại không sơn xảy tượng quang điện Chọn đáp án D Đề giải từ 30.2 đến 30.6 cần sử dụng Bảng 30.1 SGK Vật lí 12: Bài 30.2 trang 83 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện kim loại bạc, đồng, kẽm, nhôm nằm vùng ánh sáng nào? A Ánh sáng tử ngoại B Ánh sáng nhìn thấy C Ánh sáng hồng ngoại D Cả ba vùng ánh sáng nêu Lời giải: Vì tia tử ngoại có bước sóng từ 0,38μm đến 10-9 m mà bước sóng các kim loại bạc, đồng, kẽm, nhơm,… nằm khoảng nên: Giới hạn quang điện kim loại bạc, đồng, kẽm, nhôm nằm vùng ánh sáng tử ngoại Chọn đáp án A Bài 30.3 trang 83 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện kim loại kiềm canxi, natri, kali, xesi, nằm vùng ánh sáng nào? A Ánh sáng tử ngoại B Ánh sáng nhìn thấy C Ánh sáng hồng ngoại D Cả ba vùng ánh sáng nêu Lời giải: Giới hạn quang điện kim loại kiềm canxi, natri, kali, xesi, nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Chọn đáp án B Bài 30.4 trang 83 SBT Lí 12: Chiếu ánh sáng vàng vào mặt vật liệu có electron bị bật Tấm kim loại chắn phải A kim loại B kim loại kiềm C chất cách điện D chất hữu Lời giải: Do ánh sáng vàng ánh sáng nhìn thấy nên theo bảng giới hạn quang điện 30.1 SGK ta thấy kim loại kiềm nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Do kim loại kim loại kiềm Chọn đáp án B Bài 30.5 trang 83 SBT Lí 12: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,50 μm vào bốn nhỏ có phủ canxi, natri, kali xesi Hiện tượng quang điện xảy A B hai C ba D bốn Lời giải: Theo bảng giới hạn quang điện kali lớn bước sóng 0,50 μm nên gây tượng quang điện canxi, natri xesi Chọn đáp án C Bài 30.6 trang 84 SBT Lí 12: Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc vào kẽm Hiện tượng quang điện không xảy ánh sáng có bước sóng A 0,1 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,4 μm Lời giải: Giới hạn quang điện kẽm λ0 = 0,35μm Vậy λ =0,4μm > λ0 không gây tượng quang điện cho kẽm Chọn đáp án D Bài 30.7 trang 84 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện hợp kim gồm bạc, đồng kẽm A 0,26 μm B 0,30 μm C 0,35 μm D 0,40 μm Lời giải: Giới hạn quang điện hợp kim gồm bạc, đồng kẽm 0,35μm Chọn đáp án C Bài 30.8 trang 84 SBT Lí 12: Khi chiếu tia tử ngoại vào kẽm nhiễm điện dương điện tích kẽm khơng bị thay đổi Đó A tia tử ngoại khơng làm bật êlectron khỏi kẽm B tia tử ngoại làm bật đồng thời êlectron ion dương khỏi kẽm C tia tử ngoại không làm bật êlectron ion dương khỏi kẽm D tia tử ngoại làm bật êlectron khỏi kẽm êlectron lại bị kẽm nhiễm điện dương hút lại Lời giải: Khi chiếu tia tử ngoại vào kẽm nhiễm điện dương điện tích kẽm khơng bị thay đổi Đó tia tử ngoại làm bật êlectron khỏi kẽm êlectron lại bị kẽm nhiễm điện dương hút lại Chọn đáp án D Bài 30.9 trang 84 SBT Lí 12: Xét ba loại êlectron kim loại : - Loại êlectron tự nằm bề mặt kim loại - Loại êlectron tự nằm sâu bên kim loại - Loại êlectron liên kết nút mạng kim loại Những phơtơn có lượng cơng êlectron khỏi kim loại nói có khả giải phóng loại êlectron khỏi kim loại ? A Các êlectron loại B Các êlectron loại C Các êlectron loại D Các êlectron thuộc ba loại Lời giải: Theo công thức ε = A + Wdmax Những phơtơn có lượng cơng êlectron khỏi kim loại nói có khả giải phóng loại êlectron êlectron tự nằm bề mặt kim loại Chọn đáp án A Bài 30.10 trang 84 SBT Lí 12: Theo thuyết lượng tử ánh sáng lượng A phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phơtơn B phôtôn lượng nghỉ êlectron (êlectron) C phơtơn phụ thuộc vào khoảng cách từ phơtơn tới nguồn phát D phơtơn chùm sáng đơn sắc Lời giải: Theo thuyết lượng tử ánh sáng lượng phơtơn chùm sáng đơn sắc Chọn đáp án D Bài 30.11 trang 85 SBT Lí 12: Cơng êlectron kim loại 7,64.1019 J Chiếu vào bề mặt kim loại xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm; λ2 = 0,21 μm λ3 = 0,35 μm Lấy h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ gây tượng quang điện kim loại ? A Khơng có xạ ba xạ nói B Cả ba xạ (λ1, λ2 λ3) C Hai xạ λ1 λ2 D Chỉ có xạ λ1 Lời giải: Ta có cơng thức: A  hc 0 hc 6,625.1034.3.108  0    0,26.106 m  0,26m 19 A 7,64.10 Điều kiện xảy tượng quang điện λ ≤ λ0 Mà λ3 > λ0 Nên có xạ λ1;λ2 gây tượng quang điện kim loại Chọn đáp án C Bài 30.12 trang 85 SBT Lí 12: Khi nói thuyết lượng tử, phát biểu sau đúng? A Năng lượng phôtôn nhỏ cường độ chùm sáng nhỏ B Năng lượng phơtơn lớn tần số ánh sáng ứng với phơtơn nhỏ C Phơtơn chuyển động hay đứng n tuỳ thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên D Ánh sáng tạo hạt gọi phôtôn Lời giải: Theo thuyết lượng tử: A – sai vì: Năng lượng photon phụ thuộc vào tần số ánh sáng B – sai vì: Năng lượng phơtơn lớn tần số ánh sáng ứng với phơtơn lớn C – sai vì: Photon khơng tồn trạng thái đứng yên D – Chọn đáp án D Bài 30.13 trang 85 SBT Lí 12: Một kim loại có cơng 7,2.10-19 J Chiếu vào kim loại xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm; λ2 = 0,21 μm, λ3 = 0,32 μm λ4 = 0,35 μm Những xạ gây tượng quang điện kim loại màu có bước sóng A λ1, λ2 λ3 B λ1 λ2 C λ2, λ3 λ4 D λ3 λ4 Lời giải: Ta có cơng thức: A  hc 0 hc 6,625.1034.3.108  0    0,276.106 m  0,276m 19 A 7,2.10 Điều kiện xảy tượng quang điện λ ≤ λ0 Mà λ3, λ4 > λ0 Nên có xạ λ1;λ2 gây tượng quang điện kim loại Chọn đáp án B Bài 30.14 trang 85 SBT Lí 12: Cơng êlectron kim loại A = 1,88 eV Giới hạn quang điện kim loại có giá trị A 550 nm B 1057 nm C 220 nm D 661 nm Lời giải: 1eV = 1,6.10-19J Ta có cơng thốt: A  hc 0 hc 6,625.1034.3.108  0    0,661.106 m  661nm 19 A 1,88.1,6.10 Chọn đáp án D Bài 30.15 trang 85 SBT Lí 12: Hiện tượng quang điện tượng eclectron bị bứt khỏi kim loại A cho dòng điện chạy qua kim loại B kim loại bị nung nóng nguồn nhiệt C chiếu vào kim loại xạ điện từ có xạ thích hợp D chiếu vào kim loại chùm hạt nhân heli Lời giải: Hiện tượng quang điện tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại chiếu vào kim loại xạ điện từ có bước sóng thích hợp Chọn đáp án C Bài 30.16 trang 86 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện đồng 0,3 μm Tính cơng electron khỏi đồng jun electron (eV) Cho h = 6,625.10-34h J.s; c = 3.108 m/s; -e = -1,6.10-19C Lời giải: Ta có cơng thốt: hc 6,625.1034.3.108 A   6,62.1019 J 6 0 0,30.10 1eV = 1,6.10-19J 6,62.1019 A  4,14eV 1,6.1019 Bài 30.17 trang 86 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện bạc 0,26  0,001m Cơng electron khỏi bạc nằm phạm vi nào? Lời giải: Công thức liên hệ cơng electon khỏi kim loại giới hạn quang điện kim loại hc 6,625.1034.3.108 A   7,64.1019 J 6 0,26.10  Lấy đạo hàm hai vế theo λ: dA hc A A      dA  d d    7,64.1019 0,001  0,029.1019 J  0,03.1019 J ⇒ dA  0,26 Vậy A = (7,644.10−19 ± 0,03.10−19) (J) Bài 30.18 trang 86 SBT Lí 12: Cho biết cơng electron khỏi kẽm 3,55 ± 0,01eV Ánh sáng có bước sóng nằm khoảng có khả gây tượng quang điện kẽm? Lời giải: 1eV = 1,6.10-19J Công thức liện hệ công thoát electon khỏi kim loại giới hạn quang điện kim loại hc 6,625.1034.3.108 A   3,5.107 J 19 3,55.1,6.10  Lấy đạo hàm hai vế theo λ: dA hc A       d  dA d   A 3,5.107 ⇒ d  0,01.1,6.1019  0,001.106 m 19 3,55.1,6.10 Vậy A = (3,5± 0,001)μm Bài 30.19 trang 86 SBT Lí 12: Một chùm sáng da cam, song song, khơng đơn sắc, có hai thành phần ánh sáng đỏ (0,75 μm) ánh sáng vàng (0,55 μm) Cường độ chùm sáng W/m2 Ta hiểu cường độ chùm sáng lượng ánh sáng mà ánh sáng tải qua đơn vị diện tích, đặt vng góc với tia sáng, đơn vị thời gian Cho cường độ ánh sáng đỏ cường độ thánh phần ánh sáng vàng chùm sáng Tính số phơtơn ánh sáng đỏ ánh sáng vàng chuyển qua diện tích cm2, đặt vng góc với tia sáng chùm, đơn vị thời gian Lời giải: Lượng tử lượng phôtôn ánh sáng đỏ: hc 6,625.1034.3.108 d    2,65.1019 J 6 d 0,75.10 Số phôtôn ánh sáng đỏ chuyển qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian: Nd  Pd 0,5   1,88.1018 phôtôn/m2.s 19 d 2,65.10 Lượng tử lượng phôtôn ánh sáng vàng: hc 6,625.1034.3.108 v    36,1.1020 J  3,61.1019 J 6 v 0,55.10 Số phôtôn ánh sáng vàng chuyển qua đơn vị diện tích đơn vị thời gian: Nv  Pv 0,5   1,38.1018 phôtôn/m2.s 19  v 3,61.10 Bài 30.20* trang 86 SBT Lí 12: Một nguồn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 μm Cơng suất nguồn 25W a) Tính số phơtơn mà nguồn phát 1s b) Chiếu dòng ánh sáng nguồn phát vào mặt kẽm (có giới hạn quang điện 0,35 μm) Cho lượng mà quang êlectron hấp thụ phần dùng để giải phóng nó, phần cịn lại hồn tồn biến thành động Hãy tính động Lấy h = 6,62.10-34J.s; c = 3.108m/s a) Năng lượng phôtôn ánh sáng bước sóng λ = 0,30 μm: hc 6,62.1034.3.108 v    0,62.1019 J 6 v 0,30.10 Công suất đèn P = 25W lượng mà N phôtôn tải 1s: N 25  3,77.1019 photon / s 19 6,62.10 b) Hệ thức cơng A êlectron giới hạn quang điện λ0 kim loại là: hc 6,62.1034.3.108 A   5,67.1019 J 6 0 0,35.10 ⇒ Wđ = ε - A = 6,62.10-19 - 5,67.10-19 = 0,95.10-19J  ... A Bài 30. 3 trang 83 SBT Lí 12: Giới hạn quang điện kim loại kiềm canxi, natri, kali, xesi, nằm vùng ánh sáng nào? A Ánh sáng tử ngoại B Ánh sáng nhìn thấy C Ánh sáng hồng ngoại D Cả ba vùng ánh. .. sóng 0,50 μm nên gây tượng quang điện canxi, natri xesi Chọn đáp án C Bài 30. 6 trang 84 SBT Lí 12: Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc vào kẽm Hiện tượng quang điện không xảy ánh sáng có bước sóng A 0,1... kiện xảy tượng quang điện λ ≤ λ0 Mà λ3 > λ0 Nên có xạ λ1;λ2 gây tượng quang điện kim loại Chọn đáp án C Bài 30 .12 trang 85 SBT Lí 12: Khi nói thuyết lượng tử, phát biểu sau đúng? A Năng lượng phôtôn