Đang tải... (xem toàn văn)
A) Trang 1 0 0 8 (m/s) , hay electron e Bán dẫn Kim loại CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I Hiện tượng quang điện ngoài 1 Hiện tượng quang điện ngoài Khi chiếu một chùm tia sáng thích hợp và[.]
I CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Hiện tượng quang điện ngoài: Hiện tượng quang điện ngoài: Khi chiếu chùm tia sáng thích hợp vào bề mặt kim loại làm cho electron bứt khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện(hay cịn gọi tượng quang điện ngồi) , electron thoát khỏi bề mặt kim loại gọi electron quang điện Các định luật quang điện: a) 0 0 0 - Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn) mc2 Trong : h = 6,625.10-34 Js số Plăng c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân khơng.; f, tần số, bước sóng ánh sáng (của xạ).; m khối lượng photon phụ thuộc vào tần số ánh sáng, mà khơng phụ thuộc khoảng cách từ tới nguổn = hf (m/s) Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon nguồn phát đơn vị thời gian , hay electron hf hc : Mô tả tượng quang điện ngồi Ánh sáng thích hợp( 0 ) e bị bật : mô tả tượng quang điện Ánh sáng thích hợp( ' ' ) e Bán dẫn Kim loại I - ắng lực liên kết với mạng tinh thể thóa Wđ max Truyền phần lượng cho mạng tinh thể khơng phần lượng cho mạng tinh thể hf At Wñ max hay h c A t m v2 e o max II - c hc A hay h A hay t t At 0 Cơng e khỏi kim loại : kim loại dùng làm Catot 0 A hc At h.c 0 Trang f Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện : c 0 Bảng giá trị giới hạn quang điện o(m) o(m) o(m) Chất kim loại Chất kim loại Chất bán dẫn Bạc 0,26 Natri 0,50 Ge 1,88 Đồng 0,30 Kali 0,55 Si 1,11 Kẽm 0,35 Xesi 0,66 PbS 4,14 Nhơm 0,36 Canxi 0,75 CdS 0,90 Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng - Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt - Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rõ hai tính chất Khi tính chất sóng thể rõ tính chất hạt lại mờ nhạt, ngược lại - Sóng điện từ có bước sóng ngắn, phơtơn có lượng lớn tính chất hạt thể rõ, tượng quang điện, khả đâm xuyên, khả phát quang…,cịn tính chất sóng mờ nhạt - Trái lại sóng điện từ có bước sóng dài, phơtơn ứng với có lượng nhỏ, tính chất sóng lại thể rõ tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, cịn tính chất hạt mờ nhạt Dạng 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN A PHƯƠNG PHÁP Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phơtơn) hf hc mc2 ; Trong h = 6,625.10-34 Js số Plăng c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân không f, tần số, bước sóng ánh sáng (của xạ) h.c Cơng e khỏi kim loại : A 0 Giới hạn quang điện kim loại( 0 ) Từ công thức: A hc 0 Điều kiện để xảy tượng quang điện : A f f hc A với 1eV 1, 6.1019 J o B B ÀI TẬP ( Cho h = 6,625.10 Js; c 3.10 m / s ; e 1, 6.10 C ; 1eV 1, 6.1019 J ) Câu Catốt tế bào quang điện làm vơnfram Biết cơng êlectrôn vônfram 7,2.10-19 J Giới hạn quang điện vônfram A 0,475 m B 0,375 m C 0,276 m D 0,425 m Câu Cơng êlectrơn kim loại 7,64.10-19 J Chiếu vào bề mặt kim loại xạ có bước sóng 1 = 0,18 m , 2 = 0,21 m 3 = 0,35 m Bức xạ gây tượng quang điện kim loại đó? A Ba xạ ( 1 2 3 ) B Chỉ có xạ 1 C Hai xạ ( 1 2 ) D Khơng có xạ Câu Giới hạn quang điện kẽm 0,36m, công thoát e kẽm lớn natri 1,4 lần Giới hạn quang điện natri A 0,257m B 2,57m C 0,504m D 5,04m Câu Cho cơng êlectron kim loại A = 2eV Bước sóng giới hạn quang điện kim loại là: A 0,625m B 0,525 C 0,675m D 0,585m Câu Chọn câu Đúng Nếu chiếu chùm tia hồng ngoại vào kẽm tích điện âm, thì: A kẽm dần điện tích dương B Tấm kẽm dần điện tích âm C Tấm kẽm trở nên trung hoà điện D điện tích âm kẽm khơng đổi Câu Chọn câu trả lời Đúng Giới hạn quang điện kim loại là: A bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại B Cơng êléctron bề mặt kim loại C Bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích để gây tượng quang điện kim loại D giá trị lượng tối thiểu để gây tượng quang điện Câu Để gây hiệu ứng quang điện, xạ dọi vào kim loại thoả mãn điều kiện sau đây? A Tần số lớn giới hạn quang điện B Tần số nhỏ giới hạn quang điện C Bước sóng nhỏ giới hạn quang điện D Bước sóng lớn giới hạn quang điện -34 19 Trang Câu Phát biểu sau nói tượng quang điện? A Là tượng tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại có ánh sáng thích hợp chiếu vào B Là tượng tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại kim loại bị nung nóng C Là tượng tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại bị nhiễm điện tiếp xúc với vật nhiễm điện khác D Là tượng tượng êlectron bứt khỏi bề mặt kim loại nguyên nhân khác Câu ( 2013) Giới hạn quang điện kim loại 0,75 m Cơng êlectron khỏi kim loại A 2,65.10-19J B 26,5.10-19J C 2,65.10-32J D 26,5.10-32J Câu 10 Chọn câu Đúng Theo giả thuyết lượng tử Plăng lượng… A êléctron B nguyên tử C phân tử D chùm sáng đơn sắc phải luôn số lần lượng tử lượng Câu 11 Chọn câu Đúng Theo thuyết phơtơn Anh-xtanh, lượng: A phôtôn B phôtôn lượng tử lượng C giảm dần phôtôn xa dần nguồn sáng D phôton không phụ thuộc vào bước sóng Câu 12 Phát biểu mào sau sai nói thuyết lượng tử ánh 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 Chùm sáng dòng hạt, hạt phôtôn C Năng lượng phôtôn ánh sáng nhau, khơng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng D Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng Câu 14 Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0.38 m đến 0,76 m Tần số ánh sáng nhìn thấy có giá trị A từ 3,95.1014 Hz đến 7,89.1014 Hz B từ 3,95.1014 Hz đến 8,50.1014 Hz 14 14 C từ 4,20.10 Hz đến 7,89.10 Hz D từ 4,20.1014 Hz đến 6,50.1014 Hz Câu 15 Chiếu xạ có tần số f vào kim loại có cơng A gây tượng quang điện Giả sử êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng phần lượng làm cơng thốt, phần cịn lại biến thành động K Nếu tần số xạ chiếu tới 2f động êlectron quang điện A K – A B K + A C 2K – A D 2K + A Câu 16 Chiếu xạ có bước sóng vào kim loại có cơng A gây tượng quang điện Giả sử êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng phần lượng làm cơng thốt, phần cịn lại biến thành động K Giới hạn quang điện kim loại Nếu chiếu xạ đơn sắc có bước sóng 0,6 vào kim loại 0 động ban đầu cực đại electron quang điện tính theo A là: A 0, A B 3A C A D 5A 3 Câu 18 (Đề thi đại học năm 2013) Gọi Đ lượng phôtôn ánh sáng đỏ; L lượng phôtôn ánh sáng lục; V lượng phôtôn ánh sáng vàng Sắp xếp sau đúng? A Đ V L B L Đ V C V L Đ D L V Đ Câu 19 (2012) Biết cơng êlectron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 m vào bề mặt kim loại Hiện tượng quang điện không xảy với kim loại sau đây? A Kali đồng B Canxi bạc C Bạc đồng D Kali canxi DẠNG : CÔNG SUẤT BỨC XẠ PHƯƠNG PHÁP : Gọi: P công suất nguồn sáng; W lượng ánh sáng nguồn sáng phát thời gian t ; N số photon phát thời gian t ; lượng photon; bước sóng ánh sáng phát ra; f tần số ánh sáng phát Trang Ta có: P W N. N.hf t t t N Pt Pt Pt. hf hc CHÚ Ý : xét chùm xạ khác P N f N 1 1 P2 N2 f2 N2 1 Câu 20(2013) Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.1014 Hz Công suất xạ điện từ nguồn 10 W Số phôtôn mà nguồn phát giây xấp xỉ A 3,02 1020 B 0,33 1019 C 2,01 1019 D 3,24 1020 Câu 21 Công suất nguồn sáng P = 2,5 W; biết nguồn phát ánh sáng có bước sóng 300 nm Số photon tới catot đơn vị thời gian A 38 1017 B 46 1017 C 58 1017 D 68 1017 Câu 22 (2013) Giả sử nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có tần số 7.5.1014Hz Công suất phát xạ nguồn 10W Số phôtôn mà nguồn sáng phát giây xấp xỉ A 0,33.1020 B 2,01.1019 C 0,33.1019 D 2,01.1020 Câu 23 (Đề thi đại học năm 2012) Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 mvới cơng suất 0,8W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 m với cơng suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B số phôtôn laze A phát giây B 20 A D C Câu 24 (2011) Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 m phát ánh sáng có bước sóng 0,52 m Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% cơng suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang số phôtôn ánh sáng kích thích khoảng thời gian A / B 1/10 C 1/ D / Câu 25 Nguồn sáng A có cơng P1 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,400 µm Nguồn sáng B có cơng suất suất P2 phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ2 = 0,600 µm Trong khoảng thời gian, tỉ số số phôtôn mà nguồn sáng A phát so với số phôtôn mà nguồn sáng B phát : Tỉ số P P A P1 P2 15 B P1 P2 C P1 P2 D P1 15 P2 Câu 26 Laze A phát chùm xạ có bước sóng 400nm với công suất 0,6W Laze B phát chùm xạ có bước sóng λ với cơng suất 0,2W Trong đơn vị thời gian số photon laze A phát gấp lần số photon laze B phát rA Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu đỏ lụC Nếu dùng laze B kích thích chất phát quang phát ánh sáng màu A tím B đỏ C vàng D lục Câu 27 Một bút laze phát ánh sáng đơn sắc bước sóng 532 nm với cơng suất mW Một lần bấm sáng thời gian s, bút phát phôtôn ? A 2,68.1016 phôtôn B 1,86.1016 phôtôn C 2,68.1015 phôtôn D 1,86.1015 phôtôn Câu 28 Để đo khoảng cách từ Trái Đất lên Mặt Trăng người ta dùng tia Laze phát xung ánh sáng có bước sóng 0,52 m , chiếu phía Mặt Trăng Thời gian kéo dài xung 10-7(s) công suất chùm Laze 100000MW Số phôton chứa xung Laze là: A 2,62.1015 hạt B 2,62.1029 hạt C 2,62.1022 hạt D 5,2.1020 hạt nhỏ giới hạn quang điện kim Câu 29 Một bề mặt kim loại nhận chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,38m loại Trong khoảng giây, số electrơn trung bình bật 3, 75.1012 electrơn Hiệu suất lượng tử (tỉ lệ số electrôn bật số phôtôn tới bề mặt kim loại đơn vị thời gian) trình 0,01% Cơng suất trung bình bề mặt kim loại nhận từ chùm sáng A 273 mW B 19,6 mW C 27,3 mW D 196 mW Câu 30 Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng phát ánh sáng có bước sóng ’ Biết ’và 1,6 lần Giả sử công suất chùm sáng phát quang 25% cơng suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phơtơn ánh sáng phát quang số phơtơn ánh sáng kích thích khoảng thời gian A 0,25 B 0,4 C 0,5 D 0,1 Câu 31 Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm phát ánh có bước sóng λ’ = 0,64μm Biết hiệu suất phát quang 90% (hiệu suất phát quang tỉ số lượng ánh sáng Trang phát quang lượng ánh sáng kích thích đơn vị thời gian), số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu đến 1s 2012.1010 hạt Số phôtôn chùm sáng phát quang phát 1s A 2,6827 1012 B 2,4144 1013 C 1,3581.1013 D 2,9807 1011 Câu 32 Khi truyền chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720nm, ánh sáng tím có bước sóng λ2 = 400nm Cho ánh sáng truyền mơi trường suốt chuyết suất tuyệt đối mơi trường hai ánh sáng n1 = 1,33 n2 = 1,34 Khi truyền môi trường suốt trên, tỉ số lượng phơtơn có bước sóng λ so với lượng phơtơn bước sóng λ2 bằng: A 133/134 B 134/133 C 5/9 D 9/5 Câu 33 Một chất có khả phát xạ có bước sóng 0,5µm bị chiếu sáng xạ 0,3µm Gọi P0 cơng suất chùm sáng kích thích biết 600 photon chiếu tới có photon bật Cơng suất chùm sáng phát P theo P0 A 0,1 P0 B 0,01P0 C 0,001P0 D 100P0 DẠNG 3: MẪU NGUYÊN TỬ BOHR-QUANG PHỔ VẠCH CỦA HIDRO I A LÝ THUYẾT: Mẫu nguyên tử Bo 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 n2 r0 với r0 A 11 m gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K) Trạng thái dừng n Tên quỹ đạo dừng Bán kính: rn = n2r0 Năng lượng e Hidro E K r0 13, n n (eV ) 13, 12 Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: En L 4r0 M 9r0 N 16r0 O 25r0 P 36r0 13, 22 13, 13, 32 13, 42 13, 52 13, 62 n2 (eV ) Với n N* Bình thường, nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi trạng thái Khi hấp thụ lượng ngun tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao hơn, gọi trạng thái kích thích Thời gian nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (cỡ 10-8 s) Sau nguyên tử chuyển trạng thái dừng có lượng thấp cuối trạng thái Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ nguyên tử phát phơtơn có lượng: hfnm En Em Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hf hiệu En – Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng En lớn Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với nhảy electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn ngược lại II Quang phổ phát xạ hấp thụ ngun tử hidrơ Ngun tử hiđrơ có trạng thái dừng khác E K, EL, EM, En Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng tương ứng K, L, M, hấp thụ xạ Khi electron chuyển từ mức lượng cao (Ecao) xuống mức lượng thấp (Ethấp) phát phơtơn có lượng xác hfmn hfnm hc Em định: E E h f cao thấp Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = c tức vạch quang phổ có , f màu (hay vị trí) định Điều lí giải quang phổ phát xạ hiđrô quang phổ vạch Ngược lại nguyên tử hiđrô mức lượng Ethấp mà nằm chùm ánh sáng trắng, có tất phơtơn có lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, nguyên tử Trang hấp thụ phơtơn có lượng phù hợp = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức lượng Ecao Như vậy, sóng ánh sáng đơn sắc bị hấp thụ, làm cho quang phổ liên tục xuất vạch tối Do quang phổ hấp thụ nguyên tử hiđrô quang phổ vạch Bước sóng phát nguyên tử chuyển mức lượng Em En hfmn hc E E m n mn CHÚ Ý : Chứng minh cơng thức tính lượng quỹ đạo dừng n tính vận tốc quỹ đạo a) Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: rn n2 r0 với r0 0, 53A 5.3.1011 m gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K) b) Tính vận tốc v quỹ đạo dừng tần số vòng f electron quỹ đạo dừng Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng lực Coulomb đóng vai trò lực hướng tâm 9.109 e2 F Coulomb rn2 Với : v2 F m m2rn rn ht Fcoulomb Fht Suy ra: v ke2 mrn ke2 m n r0 s ,2 106 m n Từ ta có mối liên hệ vận tốc bán kính quỹ đạo dừng electron : v2 n1 v1 n2 Tần số vòng electron quỹ đạo dừng thứ n: v rn 2 frn Động năng- electron chuyển động quay đạo dừng thứ n: a) Thế electron chuyển động quay đạo dừng thứ n: Nếu chọn mốc quỹ đạo dừng lớp ngồi lớp phía âm E tn Ke2 Ke2 27, 2eV FCoulomb r n rn n2 n r0 b) Đông electron chuyển động quay đạo dừng thứ n: Eñ n Ke Ke2 13.6eV mvn 2 rn n r0 n2 c) Năng lượng electron chuyển động quay đạo dừng thứ n: Ke2 Ke2 13.6eV En Et n Eñ n rn n2r0 n2 B CÁC LOẠI BÀI TẬP Loại 1: Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron quỹ đạo dừng thứ n Phương pháp: Bán kính quỹ đạo dừng thứ n: r n r với r 5, 3.1011 m n Quỹ đạo dừng thứ n: n 0 rn r0 Trang Câu 34 Cho bán kính quỹ đạo Bohr thứ 0,053 nm Bán kính quỹ đạo Bohr thứ năm A 2,65.10-10 m B 0,016.10-10 m C 10,25.10-10 m D 13,25.10-10 m Câu 35 Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quĩ đạo K electron nguyên tử hidro r0 Khi electron chuyển từ quĩ đạo N quĩ đạo L bán kính quĩ đạo giảm bớt A 12 r0 B r0 C r0 D 16 r0 Câu 36 (2013) Biết bán kính Bo r0 = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng M nguyên tử hiđrô A 84,8.10-11m B 21,2.10-11m C 132,5.10-11m D 47,7.10-11m -11 Câu 37 (2011) Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo r0 = 5,3.10 m Ở trạng thái kích thích ngun tử hiđrơ, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 2,12.10-10m Quỹ đạo có tên gọi quỹ đạo dừng A L B O C N D M Câu 37’ Trong nguyên tử Hiđrô xét mức lượng từ P trở xuống đến K có khả kích thích để bán kính quỹ đạo electron tăng lên lần? A B C D Loại 2: Tính vận tốc, vận tốc góc tần số electron trạng thái dừng n Phương pháp: Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng thứ n, ta có: vn 2, 2.106 m s n Từ ta có mối liên hệ vận tốc bán kính quỹ đạo dừng electron 𝑉1 𝑉2 𝑟2 𝑛 = √𝑟𝑛1 = 𝑛 𝑛2 CHÚ Ý: Tần số vòng electron quỹ đạo dừng thứ n: v r 2 fr n n Lực tương tác Cu-lơng electron hạt nhân lực hướng tâm: F = Fn2 Fn1 𝒌𝒆𝟐 𝒓𝟐 𝒏 = n2 n 2 n n2 Câu 38 Trong tượng quang điện ngoài, hai electron quang điện bay vào từ trường có đường sức từ có phương vng góc với vận tốc chúng tỉ số vận tốc chúng 2/3 Biết từ trường hai electron chuyển động theo hai quỹ đạo tròn khác Tỉ số bán kính hai quỹ đạo tương ứng A 2/3 B 3/2 C 1/2 D Câu 39 (2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân chuyển động tròn Tỉ số tốc độ êlectron quỹ đạo K tốc độ êlectron quỹ đạo M A B C D Câu 40 Bán kính quỹ đạo dừng electron ngun tử Hiđrơ tính theo cơng thức rn = n2.r0 với r0 5, 3.1011 m Thời gian sống nguyên tử Hiđrô trạng thái kích thích thứ t 108 s Số vịng quay mà electron ngun tử Hiđrơ thực thời gian A 8, 2.106 vòng quay B 4, 2.107 vòng quay C 1, 65.107 vòng quay D 3, 2.105 vòng quay Câu 41 Theo thuyết Bo, electron nguyên tử hidro chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r n2 r (r0 = 5,3.10-11 m), cho số điện k 9.10 Nm2 C n o ; me = 9,1.10-31 kg Tốc độ e chuyển động trạng thái kích thích thứ là:: A 2,2.106 m/s B 2,2.105 m/s C 1,1.106 m/s D 1,1.106 rad/s Câu 42 Lực tương tác Cu-lông êlectron hạt nhân nguyên tử hiđrô nguyên tử quỹ đạo dừng L F Khi nguyên tử chuyển lên quỹ đạo N lực tương tác êlectron hạt nhân là: A F/16 B F/4 C F/144 D F/2 Loại 3: Tính lượng nguyên tử hidro trạng thái dừng thứ n bán kính quỹ đạo dừng thứ n Tính tần số bước sóng tương ứng Phương pháp: Năng lượng mà nguyên tử phát xạ hấp thụ dược: Ecao Ethấp Trang Bước sóng phát nguyên tử chuyển mức lượng hc E E E E hf m mn n mn mn m Em n hfmn hc hc Em E n E ( ) m2 n2 hfmn En E >E m n CHÚ Ý: Bước sóng lớn (hay tần số nhỏ nhất) phát ứng với quỹ đạo M N phải gần Bước sóng nhỏ (hay tần số lớn nhất) phát ứng với quỹ đạo M N phải xa Ví dụ: Khi nguyên tử Hidro trạng thái kích thích mà electron chuyển động quỹ đạo dừng thứ N n : hc Bước sóng lớn phát chuyển quỹ đạo M n max 43 E4 E Bước sóng nhỏ phát chuyển quỹ đạo K n 1 41 hc E4 E1 13, 6eV với n=1;2;3;4… n2 13, eV Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron: n En eV Năng lượng nguyên tử hidro trạng thái dừng thứ n: En Câu 43 Phát biểu sau nói mẫu nguyên tử Bo? A Nguyên tử xạ chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích B Trong trạng thái dừng, động êlectron nguyên tử không C Khi trạng thái bản, nguyên tử có lượng cao D Trạng thái kích thích có lượng cao bán kính quỹ đạo êlectron lớn Câu 44 Năng lượng ion hóa ngun tử Hyđrơ 13,6eV Bước sóng ngắn mà nguyên tử : A 0,122µm B 0,0913µm C 0,0656µm D 0,5672µm Câu 45 Biết số Plăng h = 6,625.10-34J.s độ lớn điện tích nguyên tố 1,6.10-19C Khi ngun tử hiđrơ chuyển từ trạng thái dừng có lượng -1,514 eV sang trang thái dừng có lượng -3,407 eV nguyên tử phát xạ có tần số A 2,571.1013 Hz B 4,572.1014Hz C 3,879.1014Hz D 6,542.1012Hz Câu 46 Hãy xác định trạng thái kích thích cao ngun tử hiđrơ trường hợp người ta thu vạch quang phổ phát xạ nguyên tử hiđrô : A Trạng thái L B Trạng thái M C Trạng thái N D Trạng thái O Câu 47 Chọn phát biểu Đúng Ở trạng thái dừng, nguyên tử A không xạ không hấp thụ lượng B Không xạ hấp thụ lượng C khơng hấp thụ, xạ lượng D Vẫn hấp thụ xạ lượng Câu 48 Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho điểm đây? A Hình dạng quỹ đạo electron B Lực tương tác electron hạt nhân nguyên tử C Trạng thái có lượng ổn định D Mơ hình ngun tử có hạt nhân Câu 49 Cho biết mức lượng nguyên tử hiđrô xác định công thức: En 13,6 n2 (với n = 1, 2, 3,…) Một nguyên tử hiđrô trạng thái hấp thụ phơtơn có lượng A 5,45eV B 6eV C 7,5eV D 12,75eV Câu 50 Trong nguyên tử hiđrô, electron từ quỹ đạo L chuyển quỹ đạo K có lượng EK = -13,6eV Bước sóng ánh sáng phát = 0,1218 μ m Cho biết h = 6,625.10-34Js, c = 3.108m/s, e = 1,6.10-19C Mức lượng ứng với quỹ đạo L A -3,4eV B 3,4eV C 4,1eV D -5,6eV Câu 51 Khi kích thích nguyên tử hiđrô trạng thái cách cho hấp thụ photon có lượng thích hợp bán kính quỹ đạo dừng tăng lần Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En 13,6 A 12,1 eV n2 (eV) với n số ngun Tính lượng photon B 12,2 eV C 12,3 eV Câu 52 Các mức lượng ngun tử Hidro tính gần theo cơng thức: En D 12,4 eV 13,6 n2 eV Có khối khí Trang hidro trạng thái điều kiện áp suất thấp chiếu tới chùm photon có mức lượng khác Hỏi photon có lượng sau photon khơng bị khối khí hấp thụ? A 10,2eV B 12,75eV C 12,09eV D 11,12eV Câu 53 Một đám ngun tử Hiđrơ trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động quỹ đạo dừng N Khi chuyển quỹ đạo dừng bên quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử có vạch? A B C D Câu 54 Cho biết: h = 6,625.10-34Js, c = 3.108m/s, e = 1,6.10-19C mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô xác định công thức En = - 13,6/n2(eV) ( với n = 1, 2,…) Khi electron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K ngun tử phát xạ có bước sóng A 121,8nm B 91,34nm C 931,4nm D 39,34nm Câu 55 Mức lượng nguyên tử hiđro xác định theo biểu thức: En 13,6 n2 (n = 1, 2, 3, ) Khi kích thích nguyên tử hiđro trạng thái cách cho hấp thụ photon có lượng thích hợp bán kính quỹ đạo dừng electron tăng lên lần Bước sóng lớn xạ mà nguyên tử phát A 0,726m B 0,567m C 0,627m D 0,657m Câu 56(2011) Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrô xác định công thức En 13,6 n2 (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng 1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng 2 Mối liên hệ hai bước sóng 1 2 A 272 = 1281 B 2 = 51 C 1892 = 8001 D 2 = 41 Câu 57(2013) Các mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô xác định biểu thức En 13,6 n2 (eV) (n = 1, 2, 3,…) Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ phôtôn có lượng 2,55 eV bước sóng nhỏ xạ mà ngun tử hiđrơ phát A 1,46.10-8 m B 1,22.10-8 m C 4,87.10-8m D 9,74.10-8m Câu 58(2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hidrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K nguyên tử phát phơton ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K nguyên tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số f f 2 A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 f1 + f2 D f3 f 1 f2 Câu 59 Theo tiên đề Bo, electron nguyên tử hidro chuyển từ quĩ đạo L sang quĩ đạo K ngun tử phát photon có bước sóng 21, electron chuyển từ quĩ đạo M sang quĩ đạo L ngun tử phát photon có bước sóng 32, electron chuyển từ quĩ đạo M sang quĩ đạo K nguyên tử phát photon có bước sóng 31 Biểu thức xác định 31 A 3221 B C D 3221 31 32 21 31 32 21 31 31 21 32 21 32 Câu 60 Khi chuyển từ quỹ đạo M vê quỹ đạo L, ngun tử hidrơ phát phơtơn có bước sóng 0,6563µm Khi chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L, ngun tử hidro phát phơtơn có bước sóng 0,4861 µm Khi chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo M, ngun tử hidro phát phơtơn có bước sóng: A 1,1424µm B 1,8744µm C 0,1702µm D 0,2793µm Câu 61 Mức lượng En nguyên tử hiđrô xác định En = - E0/n (trong n số nguyên dương, E0 lượng ứng với trạng thái bản) Khi e nhảy từ quỹ đạo thứ ba quỹ đạo thứ hai ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng 0 Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai quỹ đạo thứ bước sóng xạ phát là: A 0/15 B 50/7 C 0 D 50/27 Câu 62 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định công thức E n = -A/n2 (J) (với n = 1, 2, 3, ) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = ngun tử phát phơtơn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 λ2 là: A λ2 = 4λ1 B 27λ2 = 128λ1 C 189λ2 = 800λ1 D λ2 = 5λ1 Câu 63 Kích thích cho nguyên tử H chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích cho bán kính quỹ đạo tăng lần Trong quang phổ phát xạ ngun tử hiđrơ sau đó, tỉ số bước sóng dài bước sóng ngắn là: A 32/5 B 32/37 C 36/5 D 9/8 Câu 64 Trong nguyên tử hiđrô mức lượng mô tả theo công thức E = - A/n2, A số dương Khi nguyên tử trạng thái bị kích thích điện trường mạnh làm cho nguyên tử phát tối đa 15 xạ Hỏi xạ mà ngun tử hiđrơ phát trường hợp tỉ số bước sóng xạ dài ngắn bao nhiêu? A 79,5 B 900/11 C 1,29 D Trang I DẠNG 4: TIA RƠN-GHEN(TIA X) Tóm tắt cơng thức Cường độ dịng qua ống Rơn-ghen: I q Ne + F F’ Định lý động năng: Áp dụng định lí động năng: W A m v2 m v2 e.U d U AK e 2 W U m ev d AK 2e e Trong đó: Động ban đầu electron xạ nhiệt khỏi K: W ñ2 Nước làm nguội Tia X AK ñ1 W A K (với N số eletcron phát thời gian t giây ) t t m v2 ; động electron đến A: e0 m v2 e Công lực điện làm electron chuyển động từ K đến A: AKA eU KA e.U AK Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có: Động electron chuyển hóa thành lượng tia X nhiệt Q làm nóng Anot Do đó: W Q ñ X X m v2 hf Q e Để tạo tia X Wñ X X max Wñ hfmax e UAK Kết quả: f max e U AK & hc h eU AK CHÚ Ý: Công thức nhiệt lượng: Q mC t2 t1 Câu 65 Trong ống Rơnghen người ta tạo hiệu điện không đổi U = 2,1.104V hai cực Trong phút người ta đếm 6,3.1018 electron tới catốt Cường độ dòng quang điện qua ống Rơnghen A 16,8mA B 336mA C 504mA D 1000mA Câu 66 Trong ống Rơnghen người ta tạo hiệu điện không đổi U = 2,1.104V hai cực Coi động ban đầu electron không đáng kể, động electron đến âm cực A 1,05.104eV B 2,1.104eV C 4,2.104eV D 4,56.104eV Câu 67 Trong ống Rơnghen người ta tao hiệu điện không đổi U = 2,1.10 V hai cực Tần số cực đại mà ống Rơnghen phát A 5,07.1018Hz B 10,14.1018Hz C 15,21.1018Hz D 20,28.1018Hz Câu Một ống rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn 6.10-11m Hiệu điện cực đại hai cực ống A 21kV B 2,1kV C 3,3kV D 33kV Câu 68 Hiệu điện đối catốt catốt ống tia Rơnghen 24kV Nếu bỏ qua động elctrron bứt khỏi catốt bước sóng ngấn ống tia Rơnghen phát A 5,2pm B 52pm C 2,8pm D 32pm Câu 69 Ống Rơnghen phát tia X có bước sóng nhỏ m in = 5A hiệu điện đặt vào hai cực ống U = = 500V 2KV Để tăng “độ cứng” tia Rơnghen, người ta cho hiệu điện hai cực thay đổi lượng U Bước sóng nhỏ tia X lúc A 10 A0 B A0 C A0 D A0 Một ống tia X phát xạ có bước sóng nhỏ 0,5A , cường độ dịng điện qua ống 10mA Trả lời câu hỏi từ 70 đến 73 Câu 70 Năng lượng phôtôn tia X A 3,975.10-13J B 3,975.10-14J C 3,975.10-15J D 3,975.10-16J Câu 71 Hiệu điện đặt vào hai cực ống tia X A 2,484.104V B 2,484.105V C 2,484.106V D 2,584.104V Câu 72 Vận tốc electron đập vào đối catôt A 9,65.107m/s B 6,35.107m/s C 9,35.106m/s D 9,35.107m/s Câu 73 Số electron đập vào đối catôt phút A 37,5.1015 B 37,5.1017 C 37,5.1018 D 33,5.1017 Trang 10 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn Chất quang dẫn chất bán dẫn, dẫn điện không bị chiếu sáng dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện Quang điện trở Được chế tạo dựa hiệu ứng quang điện Đó bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào thích hợp Pin quang điện Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện Hoạt động pin dựa tượng quang điện số chất bán dẫn ( đồng ôxit, sêlen, silic, ) Suất điện động pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V Pin quang điện (pin mặt trời) trở thành nguồn cung cấp điện cho vùng sâu vùng xa, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ, máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi … II So sánh tượng quang điện quang điện trong: So sánh Hiện tượng quang điện Hiện tượng quang dẫn Vật liệu Kim loại Chất bán dẫn Bước sóng as kích thích Nhỏ, lượng lớn (như tia tử ngoại) Vừa, lượng trung bình (as nhìn thấy ) Do ưu điểm cần as kích thích có lượng nhỏ (bước sóng dài as nhìn thấy) nên tượng quang điện ứng dụng quang điện trở (điện trở thay đổi chiếu as kích thích, dùng mạch điều khiển tự động) pin quang điện (biến trực tiếp quang thành điện năng) III Hiện tựợng quang–Phát quang Sự phát quang + Có số chất hấp thụ lượng dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng gọi phát quang + Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho Huỳnh quang lân quang- So sánh tượng huỳnh quang lân quang: So sánh Hiện tượng huỳnh quang Hiện tượng lân quang Vật liệu phát quang Chất khí chất lỏng Chất rắn Rất ngắn, tắt nhanh sau tắt as Kéo dài khoảng thời gian sau tắt as kích Thời gian phát quang kích thích thích (vài phần ngàn giây đến vài giờ, tùy chất) As huỳnh quang ln có bước sóng Biển báo giao thông, đèn ống Đặc điểm - Ứng dụng dài as kích thích (năng lượng nhỏ hơn- tần số ngắn hơn) Định luật X-tốc phát quang( Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang ) Ánh sáng phát quang có bước sóng hq dài bước sóng ánh sáng kích thích kt: hf hq < hfkt => hq > kt Ứng dụng tượng phát quang Sử dụng đèn ống để thắp sáng, hình dao động kí điện tử, tivi, máy tính Sử dụng sơn phát quang quét biển báo giao thông Câu 74 Chọn câu Hiện tượng quang dẫn tượng A chất cách điện trở thành dẫn điện chiếu sáng B giảm điện trở kim loại chiếu sáng C giảm điện trở chất bán dẫn, chiếu sáng D truyền dẫn ánh sáng theo sợi quang uốn cong cách Câu 75 Chọn câu Theo định nghĩa, tượng quang điện A tượng quang điện xảy bên chất bán dẫn B tượng quang điện xảy bên chất bán dẫn C nguyên nhân sinh tượng quang dẫn D giải phóng êléctron liên kết để chúng trở thành êléctron dẫn nhờ tác dụng xạ điện từ Câu 76 Chọn câu Pin quang điện nguồn điện A quang trực tiếp biến đổi thành điện B lượng mặt trời biến đổi trực tiếp thành điện C tế bào quang điện dùng làm máy phát điện D quang điện trở, chiếu sáng, trở thành máy phát điện Câu 77 Phát biểu sau nói tượng quang dẫn? A Hiện tượng quang dẫn tượng giảm mạnh điện trở chất bán dẫn bị chiếu sáng B Trong tượng quang dẫn, êlectron giải phóng khỏi khối chất bán dẫn C Một ứng dụng quan trọng tượng quang dẫn việc chế tạo đèn ống (đèn nêôn) Trang 11 D Trong tượng quang dẫn, lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết thành êlectron lớn Câu 78 Phát biểu sau đúng? A Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bước sóng lớn giá trị 0 phụ thuộc vào chất chất bán dẫn B Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn giá trị f0 phụ thuộc vào chất chất bán dẫn C Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn cường độ chùm xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải lớn giá trị phụ thuộc vào chất chất bán dẫn D Để chất bán dẫn trở thành vật dẫn cường độ chùm xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải nhỏ giá trị phụ thuộc vào chất chất bán dẫn Câu 79 Điều sau sai nói quang trở? A Bộ phận quan trọng quang điện trở lớp chất bán dẫn có gắn điện cực B Quang điện trở thực chất điện trở mà giá trị thay đổi theo nhiệt độ C Quang điện trở dùng thay cho tế bào quang điện D quang điện trở điện trở mà giá trị khơng thay đổi theo nhiệt độ Câu 80 Phát biểu sau đúng? A Hiện tượng quang điện tượng bứt electron khỏi bề mặt kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp B Hiện tượng quang điện tượng electron bị bắn khỏi kim loại kim loại bị đốt nóng C Hiện tượng quang điện tượng electron liên kết giải phóng thành electron dẫn chất bán dẫn chiếu xạ thích hợp D Hiện tượng quang điện tượng điện trở vật dẫn kim loại tăng lên chiếu ánh sáng vào kim loại Câu 81 Phát biểu sau đúng? A Quang trở linh kiện bán dẫn hoạt động dựa tượng quang điện B Quang trở linh kiện bán dẫn hoạt động dựa tượng quang điện C Điện trở quang trở tăng nhanh quang trở chiếu sáng D Điện trở quang trở không đổi quang trở chiếu sáng ánh sáng có bước sóng ngắn Câu 82 Trong tượng quang dẫn chất bán dẫn Năng lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết thành electron tự A bước sóng dài ánh sáng kích thích gây tượng quang dẫn chất bán dẫn xác định từ cơng thức A hc/A; B hA/c; C c/hA; D A/hc ĐÁP ÁN CHƯƠNG 1C 2C 3C 4D 5D 6C 7D 8A 9A 10D 11B 12C 14C 15D 16C 18D 19C 20C 21A 22B 23A 24D 25D 26B 27A 28C 29C 30B 31B 32C 33B 34D 35A 36D 37A 37’C 38A 39C 40A 41C 42A 43C 44B 45C 46C 47A 48B 49D 50A 51A 52D 53C 54A 55D 56C 57B 58A 59D 60B 61D 62C 63A 64B 65A 66B 67A 68B 69B 70C 71A 72B 73B 74A 75D 76A 77A 78B 79B 80C 81B 82A Trang 12 ... 41C 42A 43C 44B 45C 46C 47A 48B 49D 50A 51A 52D 53C 54A 55D 56C 57B 58A 59D 60 B 61 D 62 C 63 A 64 B 65 A 66 B 67 A 68 B 69 B 70C 71A 72B 73B 74A 75D 76A 77A 78B 79B 80C 81B 82A Trang 12 ... Năng lượng ion hóa nguyên tử Hyđrơ 13,6eV Bước sóng ngắn mà ngun tử : A 0 ,122 µm B 0,0913µm C 0, 065 6µm D 0, 567 2µm Câu 45 Biết số Plăng h = 6, 625.1 0-3 4J.s độ lớn điện tích nguyên tố 1 ,6. 1 0-1 9C... 26, 5.1 0-1 9J C 2 ,65 .1 0-3 2J D 26, 5.1 0-3 2J Câu 10 Chọn câu Đúng Theo giả thuyết lượng tử Plăng lượng? ?? A êléctron B nguyên tử C phân tử D chùm sáng đơn sắc phải luôn số lần lượng tử lượng Câu 11 Chọn