TT VÀ TRẮC NGHIỆM LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Chủ đề II: THUYẾT LƯNG TỬ VÀ QUANG DẪN TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Thuyết lượng tử : a) Thuyết lượng tử: Các nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay phát ra ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt, đứt quãng. Mỗi phần đó gọi là một phần tử năng lượng. Mỗi lượng tử năng lượng có độ lớn hoàn toàn xác đònh. E =h.f f: tần số của ánh sáng phát ra. h=6,625.10 -34 Js: Gọi là hằng số plăng. b) Giải thích các đònh luật quang điện: Anhxtanh vận dụng giải thích các đònh luật quang điện. Ông vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng coi dòng ánh sáng như những dòng hạt; mỗi hạt là một phôtôn; mỗi phôtôn ứng với một lượng tử năng lượng. Các phôtôn bay với vận tốc c theo phương của tia sáng. Trong hiện tượng quang điện , mỗi phôtôn tương tác với một electron trong kim loại và truyền hoàn toàn năng lượng cho electron đó. Đối với những electron nằm ở bề mặt kim loại khi nhận được năng lượng của phôtôn, electron sẽ có đủ năng lượng để thắng lực liên kết với kim loại (công thoát) và bứt ra ngoài với một động năng ban đầu lớn nhất. Công thức anhxtanh: A mvhc hf +== 2 2 max0 λ (công thức anhxtanh về hiện tượng quang điện) 2. Hiện tượng quang dẫn: (quang điện trong) a) Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng điện trở của một khối chất bán dẫn giảm rất mạnh khi bò chiếu sáng. Nguyên nhân gây ra hiện tượng quang dẫn là do các phôtôn của ánh sáng kích thích khi tương tác với electron liên kết của chất bán dẫn sẽ giải phóng các electron này thành các electron tự do (electron dẫn) trong chất bán dẫn. Đồngthời cũng để lại những lỗ trống tự do. Đó là hiện tượng quang điện bên trong. b) Vì chỉ cần những phôtôn có năng lượng tương đối nhỏ cũng đủ để gây ra hiện tượng quang điện bên trong, nên giới hạn quacn điện 0 λ của hiện tượng quang điện bên trong nằm ở vùng bước sóng dài (ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại). c) Quang trở là một sợ chất bán dẫn có tính quang dẫn, có gắn hai điện cực ở hai đầu. Điện trở của nó giảm mạnh khi bò chiếu sáng. d) Pin quang điện là một nguồn điện một chiều, trong đó quang năng được biến trực tiếp thành điện năng. Pin quang điện hoạt động trên nguyên tắc tạo ra hiện tượng quang điện bên trong, trong một lớp chất bán dẫn nằm sát cạnh một lớp tiếp xúc. Lớp tiếp xúc có tác dụng chỉ chol electron chạy qua nó theo một chiều nhất đònh. Lớp tiếp xúc này có thể là lớp được hình thành giữa hai chất bán dẫn đặt sát nhau(bán dẫn loại n và bán dẫn loại p) hoặc cũng có thể là lớp dược hình thành giữa một chất bán dẫn nằm sát một kim loại. 3. Sự phát quang: a) Sự phát quang là hiện tượng phân tử hay nguyên tử của một chât hấp thụ những phôtôn có bước sóng λ của ánh sáng kích thích và sau đó phát ra những phôtôn phát quang có bươc sóng ' λ . b) nh sáng phát quang có bước sóng ' λ dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích λ . ( ' λ > λ ) BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Nhận đònh nào dưới đây thể hiện các quang điểm hiện đại về bản chất cũa ánh sáng? A. Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng ở trong giới hạn từ 0,4 m µ đến 0,75 m µ . B. nh sáng lầ chùm hạt được phát ra từ nguồn sáng và truyền đi theo đường thẳng với tốc độ lớn. C. Sự chiếu sáng chính là quá trình truyền năng lượng bằng những “khẩu phần” nhỏ xác đònh, được gọi là các phôtôn. D. Ánh sáng có bản chất phức tạp, trong một số trường hợp nó biểu hiện các tính chất của sóng và trong một số trường hợp khác, nó lại biểu hiện như những hạt (phôtôn). Câu 2: Nếu trong một môi trường, ta biết được bước sóng của lượng tử năng lượng ánh sáng (phôtôn) hf= λ , thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó bằng bao nhiêu? A. f c λ B. c hf C. f c λ D. c f λ Câu 4: Nhận xét hoặc kết luận nào dưới đây về thuyết lượng tử và các đònh luật quang điện là sai? A. Các đònh luật quang điện hoàn toàn không mâu thuẫn với tính chất sóng của ánh sáng. B. Tia tím có bước sóng λ =0,4 m µ . Năng lượng lượng tử (phôtôn) của tia tím bằng 4,965.10 -9 J. C. Theo Anhxtanh thì một chùm sáng được xem như một chùm hạt và mỗi hạt được xem như một phôtôn. D. Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện có dạng: A mvhc hf +== 2 2 max0 λ Câu 5: Trong các công thức nêu dưới đây, công thức nào là công thức Anhxtanh? A. A mv hf += 2 2 max0 B. 2 2 max0 mv Ahf −= C. 4 2 max0 mv Ahf += D. 2 2 2 max0 mv Ahf −= Câu 6: Hiện tượng quang điện là quá trình dựa trên: A. Sự giải phóng các electron từ mặt kim loại do tương tác của chúng với các phôtôn. B. Sự tác dụng của các electron lên kính ảnh. C. Sự giải phóng các phôtôn khi kim loại bò đốt nóng. D. Sự phát sáng do các electron trong các nguyên tử nhảy từ những mức năng lượng cao xuống các mức năng lượng thấp hơn. Câu 7: Nguyên tắc hoạt động của quang trở nhờ vào hiện tượng nào? A. Hiện tượng quang điện. B. Hiện tượng quang điện trong. C. Hiện tượng quang dẫn. D . Hiện tượng phát quang của các chất rắn. Câu 8: Điển nào sau đây là sai khi nói về quang điện trở? A. Bộ phận quan trọng của quang điện trở là một lớp chất bán dẫn có gắn hai điện cực. B. Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trò của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ. C. Quang điện trở có thể dùng thay thế cho các tế bào quang điện. D. Quang điện trở là một điện trở mà giá trò của nó thay đổi theo cường độ ánh sáng chiếu vào. Câu 9: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn? A. Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạch điện trở của chất bán dẫn khi bò chiếu sáng. B. Trong hiện tượng quang dẫn, electron được giải phóng ra khỏi khối chất bán dẫn. C. Một trong những ứng dụng quan trọng của hiện tượng quang dẫn là việc chế tạo đèn ống(đèn nêon). D. Trong hiện tượng quang dẫn, năng lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết thành electron dẫn được cung cấp bởi nhiệt. Câu 10: Khái niệm nào nêu ra dưới đây là cần thiết cho việc giải thích hiện tượng quang điện và hiện tượng phát xạ nhiệt electron? A. Điện trở riêng. B. Công thoát. C. Mật độ dòng điện. D. Lượng tử bức xạ. Chủ đề III: THUYẾT BOHR – QUANG PHỔ CỦA HIĐRÔ TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Mẫu nguyên tử bohr: a) Mẫu nguyên tử bohr: Bohr dùng mô hình hành tình nguyên tử của Rơđơpho, nhưng cho rằng các nguyên tử tuân theo những quy luật riêng có tính chất lượng tử mà Bohr đề ra dưới dạng hai tiên đề. b) Hai tiên đề của Bohr: + Tiên đề về trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác đònh gọi là các trạng thái dừng. Khi ở các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ. + Tiên đề về sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng của nguyên tử: Mỗi khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E m sang trạng thái dừng có mức năng lượng E n thì nó phát ra (hoặc hấp thụ) một phôtôn có năng lượng E với: E=hf mn =E m -E n f mn là tần số của ánh sáng do nguyên tử phát ra(hay hấp thụ) E m >E n : Nguyên tử phát ra phôtôn. E m <E n : Nguyên tử hấp thụ phôtôn. 2. Quang phổ của Hiđrô: 3. a) Hệ quả về quỹ đạo dừng: Trong trạng thái dừng, electron chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác đònh gọi là các quỹ đạo dừng. Quỹ đạo dừng: K L M N O P Bán kính: r 0 4r 0 9r 0 16r 0 25r 0 36r 0 Với r 0 ≈ 0,5.10 -10 m (được gọi là bán kính Bo). b) Giải thích sự tạo thành quang phổ: Dựa vào tiên đề thứ hai, ta giải thích sự phát ra quang phổ vạch của nguyên tử hiđro. Đồng thời ta cũng giải thích sự tạo thành các dãy vạch quang phổ như sau: - Dãy Laiman(vùng tử ngoại) do các nguyên tử H phát ra khi các electron trong nguyên tử chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K. - Dãy Banme(phần chính nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy): các vạch ứng với các sự chuyển của electron từ quỹ đạo ngoài về quỹ đạo L. Vạch đỏ: α H LM → Vạch lam: β H LN → Vạch chàm: γ H LO → Vạch tím: δ H LP → - Dãy Pasen(vùng hồng ngoại) ứng với sự chuyển hoá của các electron từ quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Nguyên tử Hiđrô bò kích thích do chiếu xạ và electron của nguyên tử đã chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M. Sau khi ngừng chiếu xạ, nguyên tử Hiđrô đã phát xạ thứ cấp, phổ phát xạ này gồm: A. Hai vạch của dãy Laiman. B. Hai vạch của dãy Banme. C. Một vạch của dãy Laiman và một vạch của dãy Banme. D. Một vạch của dãy Banme và hai vạch của dãy Laiman. Câu 2: Người ta thấy các vạch trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô sắp xếp thành từng dãy xác đònh tách rời nhau. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại, được tạo thành do các electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L. B. Dãy Pasen nằm trong vùng hồng ngoại, được tạo thành do các electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M. C. Dãy Banme nằm trong vùng tử ngoại và một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, được tạo thành do các electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L. D. Dãy Laiman nằm trong vùng hồng ngoại, được tạo thành do các electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K. Câu 3: Dãy phổ nào trong các dãy phổ dưới đây xuất hiện trong phần phổ ánh sáng nhìn thấy của phổ nguyên tử hiđro? A. Dãy BanMe. B. Dãy Braket. C. Dãy Laiman. D. Dãy pasen. Câu 4: Gọi α λ và β λ lần lượt là hai bước sóng ứng với hai vạch α H và β H trong dãy Banme; 1 λ là bước sóng của vạch đầu tiên(vạch có bước sóng dai nhất) trong dãy Pasen. Giữa α λ , β λ , 1 λ có mối liên hệ theo công thức nào? A. βα λλλ 111 1 += B. αβ λλλ 111 1 −= C. βα λλλ += 1 D. αβ λλλ −= 1 Câu 5: Bước sóng của 5 vạch trong dãy Laiman kể từ đầu bước sóng dài của quang phổ hiđrô như sau: 1 λ =0,1220 m µ ; 2 λ =0,1029 m µ ; 3 λ =0,0975 m µ ; 4 λ =0,0952 m µ và 5 λ =0,0940 m µ . Hãy tính bước sóng của các vạch tím δ H của dãy Banme trong quang phổ đó: A. tím λ =0,40 m µ . B. tím λ =0,4096 m µ . C. tím λ =0,42 m µ . D. tím λ =0,4126 m µ . Câu 6: Bước sóng của 5 vạch trong dãy Laiman kể từ đầu bước sóng dài của quang phổ hiđrô như sau: 1 λ =0,1220 m µ ; 2 λ =0,1029 m µ ; 3 λ =0,0975 m µ ; 4 λ =0,0952 m µ và 5 λ =0,0940 m µ . Hãy tính bước sóng của các vạch chàm γ H của dãy Banme trong quang phổ đó: A. λ chàm =0,414 m µ . B. λ chàm =0,4221 m µ . C. λ chàm =0,4334 m µ . D. λ chàm =0,4114 m µ . Câu 7: Bước sóng của 5 vạch trong dãy Laiman kể từ đầu bước sóng dài của quang phổ hiđrô như sau: 1 λ =0,1220 m µ ; 2 λ =0,1029 m µ ; 3 λ =0,0975 m µ ; 4 λ =0,0952 m µ và 5 λ =0,0940 m µ . Hãy tính bước sóng của các vạch lam β H của dãy Banme trong quang phổ đó: A. λ lam =0,4714 m µ . B. λ lam =0,4822 m µ . C. λ lam =0,4334 m µ . D. λ lam =0,4855 m µ . Câu 8: Bước sóng của 5 vạch trong dãy Laiman kể từ đầu bước sóng dài của quang phổ hiđrô như sau: 1 λ =0,1220 m µ ; 2 λ =0,1029 m µ ; 3 λ =0,0975 m µ ; 4 λ =0,0952 m µ và 5 λ =0,0940 m µ . Hãy tính bước sóng của các vạch đỏ α H của dãy Banme trong quang phổ đó: A. λ đỏ =0,6572 m µ . B. λ đỏ =0,6433 m µ . C. λ đỏ =0,6712 m µ . D. λ đỏ =0,6455 m µ . . Chủ đề II: THUYẾT LƯNG TỬ VÀ QUANG DẪN TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Thuyết lượng tử : a) Thuyết lượng tử: Các nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay phát ra ánh sáng một cách liên tục mà. dụng thuyết lượng tử ánh sáng coi dòng ánh sáng như những dòng hạt; mỗi hạt là một phôtôn; mỗi phôtôn ứng với một lượng tử năng lượng. Các phôtôn bay với vận tốc c theo phương của tia sáng. Trong. thuyết lượng tử và các đònh luật quang điện là sai? A. Các đònh luật quang điện hoàn toàn không mâu thuẫn với tính chất sóng của ánh sáng. B. Tia tím có bước sóng λ =0,4 m µ . Năng lượng lượng tử