bài tập vật lý lượng tử-giao thao ánh sáng ppt

Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm Young về giao thoa có bước sóng  1 = 0,6.10 -3 mm. Khoảng cách giữa hai khe sáng và màn ảnh là D=1,5m. Khoảng cách giữa hai khe sáng là a=0,2mm. Xác định vị trí vận sáng bậc 1, bậc 2. *ĐS: x 1 =4,5mm ; x 2 =9mm 2. Sử dụng thí nghiệm trên với ánh sáng đơn sắc có bước sóng  2. Ta thấy 5 vân sáng kế tiếp nhau trãi trên bề dài 21mm. Tính bước sóng  2 . *ĐS:  2 =0,7.10 -3 mm 3. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khoảng cách giữa hai khe sáng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn ảnh là 1mm. Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghịêm là 0,2m. a) Tính khoảng vân. b) Xác định vị trí vân tối thứ 9 và vân sáng thứ 6. Tính khoảng cách giữa chúng. Biết chúng ở hai bên vân sáng trung tâm. c) Tại A trên màn, trong vùng giao thoa, cách vân sáng trung tâm một khoảng 1,375mm là vân sáng hay vân tối? *ĐS: a) 0,25mm b) 3,625mm c) b=5  A là vân tối. 4. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Young, khoảng cách giữa hai khe sáng là 2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn ảnh là 2m. Quan sát trên màn đo được khoảng cách từ vân sáng thứ 5 đến vân tối thứ 7 ở cùng một bên đối với vân sáng trung tâm là 0,675mm. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm trên. *ĐS: 0,45m 5. Hai khe Young cách nhau 2mm được chiếu sáng bằng ánh sáng trắng, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. a) Xác định vị trí vân sáng thứ 5 và vân tối thứ 9 của bức xạ đỏ có  đ =0,76m. b) Xác định bước sóng của những bức xạ cho vân tối tại A cách vân trung tâm 3,3m. Biết với ánh sáng trắng 0,4m   0,76m (chỉ khảo sát ½ giao thoa) *ĐS: a) 3,8mm ; 6,46mm b) 3,9  k  7,75 6. Một người làm thí nghiệm Young với đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có =600m. Khoảng cách hai khe là a=1,2mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là D=0,5m. Tính khoảng vân i. *ĐS: 0,25mm 7. Trong một thí nghiệm khe Young về giao thoa ánh sáng a=0,8mm; D=1,2m người ta quan sát được 7 vân sáng. Khoảng giữa tâm hai vân sáng xa nhau nhất là 4,9mm. Hãy tính bước sóng  của vân sáng. *ĐS: 544nm 8. Một người dự định làm thí nghiệm Young với đèn Natri phát ra bức xạ màu vàng bước sóng =0,59m. Nếu đặt màn quan sát cách mặt phẳng hai khe là 0,6m, và được một hệ vân có khoảng vân 0,25mm thì phải đặt hai khe cách nhau bao nhiêu? *ĐS: 1,42mm 9. Trong một thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, khi chiếu hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có =590nm, người ta quan sát được 15 vân sáng với khoảng cách giữa hai vân sáng xa nhau nhất đo được là 6,3mm. Khi thay ánh sáng đơn sắc trên bằng ánh sáng đơn sắc có ’, người ta quan sát được 18 vân sáng và khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng cũng là 6,3mm. Tính Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn ’. *ĐS: 486nm 10. Một khe hẹp S phát ra ánh sáng đơn sắc có =550nm chiếu sáng hai khe Young cách nhau a=3mm. Hệ vân giao thoa được quan sát trên màn cách hai khe D=1,8m. a) Tính khoảng vân i. b) Khe S bây giờ phát ra ánh sáng trắng. Hỏi ở chỗ mà với ánh sáng đơn sắc trên (=550nm) có vân sáng thứ 5 kể từ vân chính giữa của bức xạ trên còn có vân sáng những bức xạ nào, vân tối những bức xạ nào? Cho rằng mắt cảm xạ các ánh sáng có bước sóng  thoả 0,4m    0,76m *ĐS: a) 0,33mm b) Vân sáng : k= 4,5,6 11. Catod của một tế bào quang điện được làm bằng Niken có công thoát 5eV. Chiếu sáng bằng bức xạ 0,2m, tế bào quang điện cho dòng quang điện 0,5A. Tính: a) Giới hạn quang điện Niken. b) Vận tốc ban đầu của e - . c) Số photon gây ra /s ? *ĐS: a) 0,248m b) 6,53.10 5 m/s c) 3,12.10 12 12. Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng 0,33m vào một tế bào quang điện thì hiệu điện thế hãm là 1,31V. Xác định công thoát e khỏi catod. *ĐS: 2,45eV 13. Catod của một tế bào quang điện làm bằng Xedi có giới hạn quang điện là 0,66m. Chiếu vào catod ánh sáng tử ngoại có bước sóng =0,33. Tìm hiệu điện thế hãm cần phải đặt giữa anod và catod của tế bào để dòng quang điện triệt tiêu hoàn toàn. *ĐS: U h = -1,8V 14. Catod của một tế bào quang điện làm bằng Vonfram có giới hạn quang điện là  0 =0,275m. a) Tính công thoát của e - ra khỏi Vonfram. b) Chiếu vào tế bào này chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng =185nm. Tính vận tốc cực đại của e - khi nó vừa bị bức ra khỏi catod. c) Để không một e - nào tới được anod khi chiếu chùm tia sáng =185nm trên thì hiệu điện thế hãm phải là bao nhiêu? *ĐS: a) 7,227.10 -19 J=4,52eV b) 880km/s c)  -2,2V 15. Xác định độ biến thiên năng lượng của e - trong nguyên tử hiđro khi nó bức xạ ra ánh sáng có bước sóng =486nm. *ĐS: E=4086.10 -9 J PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Sau 5 lần phóng xạ  và bốn lần phóng xạ - thì Ra 226 88 biến thành nguyên tố gì? *ĐS: Pb 206 82 2. Dùng tia  bắn phá hạt nhân Al 27 13 ta được một chất X kèm theo sự phóng thích notron.X là chất phóng xạ, tự phân rã thành chất Y và một Positron ( e 0 1 + ) a) Viết PT phản ứng. b) Xác định tên của X và Y. *ĐS: SiliciumYPhosphoX  30 14 30 15 ; Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn 3. Nguyên tố Thôri Th 232 90 sau quá trình phóng xạ biến thành đồng vị của chì Pb 208 82 khi đó mỗi nguyên tử Th đã phóng ra bao nhiêu hạt  , - . *ĐS: 6 hạt  ; 4 hạt  - . 4. Chu kỳ bán rã của Poloni ( Po 210 84 ) là 140 ngày đêm, khi phân rã Poloni biến thành chì Pb 206 82 . a) Xác định có bao nhiêu nguyên tử Poloni bị phân rã sau 280 ngày đêm trong 21mg Poloni? b) Tìm khối lượng chì được tạo thành trong thời gian trên. *ĐS: a) 4515.10 16 nguyên tử b) 15,45mg. 5. Chu kỳ bán rã Ra 226 88 là 600 năm. Khi phân rã Ra biến thành Radon ( Rn 222 86 ). Dùng m 0 gam Ra lúc đầu, sau bao lâu chỉ còn m 0 /16g. *ĐS: 2400 năm. 6. Viết các PT phân rã hạt nhân. Phóng xạ  : Po 209 84 và Pu 239 94 Phóng xạ  - : C 14 6 và Co 60 27 Phóng xạ  + : N 12 7 và C 11 6 7. Chất phóng xạ Co 50 có chu kỳ bán rã T=5,33 năm. Ban đầu có 1kg chất ấy, tính khối lượng còn lại sau 10 năm. Sau bao nhiêu năm thì còn 0,1kg? *ĐS: 0,27kg ; 17,7 năm. 8. Viết đầy đủ các PT phản ứng sau ( X là ký hiệu còn thiếu). Be 9 4 +  n + X p + OF 16 3 19 9  + X p + X   Na 22 11 X + FeMn 55 26 55 25  + n ( n, p, là kí hiệu hạt Notron, Proton,) 9. Xét sự phóng xạ : AB +, hạt nhân mẹ có khối lượng đứng yên m A phân rã thành hai hạt nhân con B và hạt nhân  có khối lượng m B và m C có vận tốc V B và V . a) Có thể nói gì về hướng và trị số vận tốc này. b) Tính năng lượng toả ra ( dưới dạng động năng của B và ). c) Chứng minh rằng động năng này phân bố tỉ lệ nghịch với m B và m C . *ĐS: a)  VV   và V B m B =V  m  b) W={m A – (m B +m  )}c 2 = W B + W C c) B B m m W W    (liên hệ với câu a) 10. Bắn phá hạt nhân Be 9 4 đứng yên tạo phản ứng hạt nhân CBe 12 6 9 4   + n Cho biết các hạt sinh ra có cùng vận tốc. a) Phản ứng trên thu hay toả năng lượng bằng bao nhiêu? b) Tính động năng sau theo động năng hạt . c) Tính động năng hạt . 11. Cho m Be =9,0727u ; m  =4,0015u ; m n =1,0087u ; m C =12,0605u *ĐS: a) Phản ứng thu nhiệt E=4,7MeV Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn b) W S =4/13(W  ) c) 6,9MeV At 211 85 (axtat) là chất phóng xạ . a) Viết PT của sự phóng xạ. b) Bao nhiêu phần trăm năng lượng toả ra chuyển hoá thành động năng hạt . *ĐS: b) 98% . www.daihoc.com.vn BÀI TẬP GIAO THOA ÁNH SÁNG – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm Young về giao thoa có bước sóng  1 = 0,6.10 -3 mm. Khoảng cách giữa hai khe sáng và màn. giao thoa ánh sáng, khi chiếu hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có =590nm, người ta quan sát được 15 vân sáng với khoảng cách giữa hai vân sáng xa nhau nhất đo được là 6,3mm. Khi thay ánh sáng đơn. cùng một bên đối với vân sáng trung tâm là 0,675mm. Tính bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm trên. *ĐS: 0,45m 5. Hai khe Young cách nhau 2mm được chiếu sáng bằng ánh sáng trắng, khoảng cách