Chương lượng tử ánh sáng (Lý thuyết và bài tập, Dành cho học sinh lớp 12 và luyện thi THPT Quốc Gia và xét tuyển vào đại học cao đẳng)Bài 1 : Hiện tượng quang điện ngoàiBài 2 : Hiện tượng quang điện trongBài 3 : Mẫu nguyên tử Bo Bài 4 : Hấp thụ và phản xạ lọc lựa ánh sángBài 5 : Sự phát quang Sơ lược về lazeTrong mỗi bài gồm :Lý thuyếtCác dạng toán thường gặp và phương pháp giảiBài tập và câu hỏi trắc nghiệmĐáp án và phương pháp giảiNếu có vấn đề gì thắc mắc, các em có thể liên hệ với thầy qua facebook : Thầy Bá Hoàng
Bài 1: HIỆN TƯỢNG NG QUANG ĐI ĐIỆN NGOÀI CÁC ĐỊNH Đ LUẬT QUANG ĐIỆN A-LÝ THUYẾT Thí nghiệm a Héc xơ v tượng quang điện (1887) a) Thí nghiệm: - Chiếu ánh sáng phát từ m hồ quang điện vào kẽm tích điện âm gắắn điện nghiệm thấy hai điện nghiệm bị cụp lại, chứng ng ttỏ kẽm bị điện tích âm Thay kẽm tích điện âm bằằng kẽm tích điện dương không quan sát thấy tượng xảy y Dùng thủy tinh chắn n chùm sáng hồ h quang (thủy tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại) i) hi tượng không xảy Thay kẽm tích điện n âm b kim loại khác (đồng, bạc,…) c,…) hi tượng xảy tương tự b) Giải thích: Kết thí nghiệm giải thích công nhậnn chi chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm (hoặcc kim loại lo khác) làm cho electron bậtt khỏi kh kim loại Và Héc xơ gọi tượng ng hi tượng quang điện (hay gọii tắt t tượng quang điện) Trong trường hợp kẽm m tích điện dương tượng quang điện n vvẫn xảy hầu hết electron bật lại bị kẽẽm hút trở lại nên điện tích củaa lã kẽm k không thay đổi Trường hợp chắnn chùm sáng h hồ quang thủyy tinh hi tượng quang điện không xảy ra, chứng tỏ: Vớii kẽm, k tượng quang điện xảy y vvới ánh sáng tử ngoại c) Kết luận: Hiện tượng quang điện n (gọi (g tắt tượng quang điện): n): hi tượng ánh sáng làm bật electron khỏii kim lo loại Các electron bị bật gọi làà electron quang điện n (hay quang electron, quang điện tử) Thí nghiệm với tế bào quang điện Để khảo sát định lượng ng v tượng quang điện, ngườii ta dùng tế t bào quang điện a) Cấu tạo: Tế bào quang điện mộtt bình b thạch anh hút hết không khí (t (tế bào quang điện chân không), bên có hai điện cực: Anốt A: thường mộtt vòng dây kim lo loại Katốt K: thường mộtt chỏm ch cầu kim loại mà ta cần khảo o sát (ho (hoặc một kim loại mỏng ng uuốn thành nửa hình trụ) b) Thí nghiệm Bố trí thí nghiệm sơ đồ hình vẽ (biến trở R có tác dụng ng làm thay đđổi hiệu điện UAK anốt catốt) Khi chưa chiếu ánh sáng vào katot kim mili ampe kế số Chiếu sáng katốt ánh sáng đơn sắc có bước sóng khác (bằng cách sử dụng kính lọc sắc khác nhau) thấy bước sóng ánh sáng nhỏ giá trị kim mili ampe kế lệch khỏi vị trí số 0, tức có dòng điện mạch Dòng điện gọi dòng quang điện Tăng dần hiệu điện anot katot (UAK) cường độ dòng quang điện tăng Iqđ Nhưng UAK tăng đến giá trị đó, tiếp tục tăng UAK cường độ dòng quang Ibh2 điện không tăng nữa, giá trị gọi cường độ dòng quang điện bão hòa (Ibh) Ibh1 Tăng cường độ chùm sáng thấy cường độ dòng quang điện bão hòa tăng Di chuyển chạy C sang nửa biến trở bên phải để hiệu điện UAK mang giá trị âm thấy -Uh UAK UAK -Uh dòng quang điện bị triệt tiêu (Iqđ Đường đặc trưng vôn – ampe tế bào quang điện = 0) Uh gọi độ lớn hiệu điện hãm c) Giải thích: Khi chiếu vào katot ánh sang thích hợp có tượng quang điện xảy electron quang điện bật khỏi katot Dưới tác dụng điện trường hướng từ anot sang katot, electron chuyển động phía anot tạo dòng quang điện Tăng hiệu điện UAK số electron anot tăng, tức cường độ dòng quang điện tăng Khi tăng UAK đến giá trị tất electron quang điện bứt khỏi katot anot nên tiếp tục tăng UAK cường độ dòng quang điện không tăng Khi UAK -Uh tượng quang điện xảy tất electron quang điện bứt katot không đến anot (do chịu tác dụng điện trường cản) nên không tạo thành dòng quang điện Ba định luật quang điện Từ kết thí nghiệm với tế bào quang điện, người ta rút định luật quang điện Định luật 1: Mỗi kim loại dùng làm catot có bước sóng giới hạn 0 xác định gọi giới hạn quang điện Hiện tượng quang điện xảy bước sóng ánh sáng kích thích nhỏ giới hạn quang điện Chú ý: -Điều kiện để xảy tượng quang điện: 0 -Từ điều kiện để xảy tượng quang điện, suy định nghĩa giới hạn quang điện: bước sóng lớn gây tượng quang điện kim loại Định luật 2: Đối với ánh sáng thỏa mãn định luật quang điện cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ chùm sang kích thích Định luật 3: Động ban đầu cực electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại dung làm katot Thuyết lượng tử Dùng thuyết sóng ánh sáng không giải thích định luật quang điện Để khắc phục bế tắc này, năm 1900 Max Plank đưa giả thuyết gọi giả thuyết Pank: Nguyên tử hay phân tử không hấp thụ hay xạ ánh sáng cách liên tục mà thành phần riêng lẻ, phần mang lượng = hf Với gọi lượng tử lượng (đơn vị: J) f tần số ánh sáng h = 6,625.10-34 (J.s) gọi số Plank Năm 1905, Anbert Einstein (Anhxtanh) mở rộng giả thuyết Plank thành thuyết lượng tử ánh sáng gồm nội dung sau: Chùm sáng giống chùm hạt Mỗi hạt gọi photon Khi ánh sáng truyền đi, photon bay dọc theo chiều truyền tia sáng Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, photon có lượng = hf Khi ánh sáng truyền đi, lượng photon không thay đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sáng Photon tồn trạng thái chuyển động Trong chân không, photon bay với tốc độ c = 3.108 m/s Nguyên tử, phân tử hấp thụ hay xạ ánh sáng có nghĩa hấp thụ hay xạ photon Mỗi lần nguyên tử (phân tử) phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ photon Khi xảy hiệu ứng quang điện, nguyên tử hấp thụ photon làm giải phóng electron Năng lượng photon dùng vào làm việc: *Thứ nhất, cung cấp cho electron lượng để thoát khỏi nguyên tử (năng lượng gọi công thoát) *Thứ hai, cung câp cho electron động ban đầu để bay Đối với electron lớp động có giá trị cực đại = A + Wđ0max Chú ý: Dùng thuyết lượng tử, ta giải thích định luật quang điện Lưỡng tính sóng – hạt ánh sáng Để giải thích tượng giao thoa, nhiễu xạ, ta thừa nhận ánh sáng nhìn thấy có tính chất sóng Ngoài ra, ta thấy tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, tia gamma có chất với ánh sáng thông thường Ánh sáng sóng điện từ Thế nhưng, để giải thích tượng quang điện, ta lại phải thừa nhận chùm sáng chùm hạt (chùm photon) Như vậy, ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Người ta nói rằng, ánh sáng có tính lưỡng tính sóng – hạt Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rõ hai tính chất Khi tính sóng thể rõ, tính hạt lại mờ nhạt, ngược lại Sóng điện từ có bước sóng ngắn, photon ứng với có lượng lớn tính hạt thể rõ nét (tính ion hóa môi trường, làm phát quang, gây tượng quang điện, khả đâm xuyên) tính sóng bị mờ nhạt Trái lại, sóng điện từ có bước sóng dài, tính sóng lại thể rõ nét (giao thoa, nhiễu xạ…), tính hạt bị mờ nhạt Giới hạn quang điện số chất Chất 0 (m) Bạc Ag 0,260 Đồng Cu 0,300 Kẽm Zn 0,350 Nhôm Al 0,360 Natri Na 0,500 Kali K 0,550 Xesi Cs 0,660 Canci Ca 0,750 B-CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: Tính , A, f, f0, , 0, v0max I/ Kiến thức cần nhớ Năng lượng lượng tử (năng lượng photon) hc = hf = λ Trong đó: lượng photon (đơn vị: J) f tần số ánh sáng (đơn vị: Hz) bước sóng ánh sáng chân không (m) h số Plank, h = 6,625.10-34 (J.s) c tốc độ ánh sáng chân không, c = 3.108 (m/s) Công thoát (năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi nguyên tử) hc A = hf0 = λ0 Với f0 tần số giới hạn quang điện; 0 bước sóng giới hạn quang điện Chú ý: -Đổi đơn vị: , 0 thường có đơn vị m, phải đổi m: m = 10-6 m , A đơn vị chuẩn J, người ta hay dùng đơn vị eV: eV = 1,6.10-19 J -Điều kiện để tượng quang điện xảy ra: f f0 hay 0 Công thức Anhxtanh tượng quang điện: = A + Wđ0max m.v 0max hc hc Với = hf = ; A = hf0 = ; Wđ0max = λ λ0 Suy ra: m.v 0max hf = hf0 + 2 hc hc mv 0max = + λ λ0 *Chú ý: Khi ánh sáng từ môi trường sang môi trường khác lượng photon không thay đổi Hợp kim hỗn hợp nhiều kim loại có giới hạn quang điện khác giới hạn quang điện hợp kim giới hạn quang điện lớn Nếu chùm sáng chiếu vào kim loại (chùm sáng kích thích) gồm nhiều ánh sáng đơn sắc gây hiệu ứng quang điện với kim loại tính toán ta lấy ánh sáng có tần số lớn hay bước sóng nhỏ Các kim loại kiềm số kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện vùng bước sóng ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng nhìn thấy gây tượng quang điện với kim loại kiềm số kim loại kiềm thổ) Giá trị hiệu điện hãm (hiệu điện để triệt tiêu dòng quang điện) không phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích, phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại làm catod (A 0) II/ Bài tập câu hỏi trắc nghiệm Câu Phát biểu sau sai ? A Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện B Các electron bị bật khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng gọi quang electron C Dòng quang điện dòng điện sinh tượng quang điện D Thủy tinh không màu hấp thụ mạnh xạ hồng ngoại Câu Nếu chiếu chùm tia hồng ngoại vào kẽm tích điện âm, A kẽm dần điện tích dương B kẽm dần điện tích âm C kẽm trở nên trung hòa điện D điện tích âm kẽm không đổi Câu Giới hạn quang điện kim loại A bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại để gây tượng quang điện B công thoát electron bề mặt kim loại C bước sóng giới hạn ánh sang kích thích để gây tượng quang điện kim loại D hiệu điện hãm để dòng quang điện bị triệt tiêu Câu Giới hạn quang điện kim loại A bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại mà gây tượng quang điện B bước sóng ngắn xạ chiếu vào kim loại mà gây tượng quang điện C công nhỏ dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại D công lớn dùng để bứt electron khỏi bề mặt kim loại Câu Phát biểu sau không ? A Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ giới hạn quang điện kim loại B Các kim loại khác có giới hạn quang điện khác C Các kim loại kiềm số kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện thuộc vùng bước sóng ánh sáng nhìn thấy D Tia hồng ngoại gây tượng quang điện kim loại Câu Hiện tượng quang điện tượng electron bị bứt khỏi kim loại A chiếu vào kim loại chùm hạt nhân heli B chiếu vào kim loại xạ điện từ có bước sóng thích hợp C cho dòng điện chạy qua kim loại D kim loại bị nung nóng nguồn nhiệt Câu Phát biểu sau sai ? A Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích B Động ban đầu cực đại electron quang điện phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại dùng làm catốt C Đối với ánh sáng thích hợp cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích D Các kim loại thường dùng có giới hạn quang điện miền tử ngoại, trừ kim loại kiềm vài kim loại kiềm thổ Câu Động ban đầu cực đại electron quang điện không phụ thuộc vào A Tần số ánh sáng kích thích B chất kim loại C bước sóng ánh sáng kích thích D cường độ chùm sáng kích thích Câu Một chùm ánh sáng đơn sắc tác dụng lên bề mặt kim loại làm bứt electron khỏi kim loại Nếu tăng cường độ chùm sáng lên lần A Động ban đầu cực đại quang electron tăng lần B Động ban đầu cực đại quang electron tăng lần C Công thoát electron giảm lần D Số lượng electron thoát khỏi bề mặt kim loại giây tăng lần Câu 10 Phát biểu sau ? A Hiệu điện hãm phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích B Hiệu điện hãm phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích C Hiệu điện hãm không phụ thuộc vào chất kim loại dùng làm catốt D Hiệu điện hãm tỉ lệ nghịch với động ban đầu cực đại electron quang điện Câu 11 Hiệu điện hãm dòng quang điện không phụ thuộc vào A bước sóng ánh sáng kích thích B cường độ chùm sáng kích thích C tần số ánh sáng kích thích D chất kim loại làm catốt Câu 12 Khi chiếu liên tục chùm tia tử ngoại vào kẽm tích điện âm gắn điện nghiệm hai điện nghiệm A Xòe thêm B Cụp bớt lại C Xòe thêm cụp lại D Cụp lại xòe Câu 13 Để gây tượng quang điện xạ rọi vào kim loại phải thỏa mãn điều kiện sau ? A tần số nhỏ tần số B tần số nhỏ tần số C bước sóng nhỏ giới hạn quang điện D bước sóng lớn giới hạn quang điện Câu 14 Khi có tượng quang điện xảy tế bào quang điện, phát biểu sau sai ? A Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt động ban đầu cực đại electron quang điện thay đổi B Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích kim loại dùng làm catốt, giảm bước sóng ánh sáng kích thích động ban đầu cực đại electron quang điện tăng C Giữ nguyên tần số ánh sáng kích thích kim loại dùng làm catốt, tăng cường độ chùm sáng kích thích động ban đầu cực đại electron quang điện tăng D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích kim loại dùng làm catốt, giảm tần số ánh sáng kích thích động ban đầu cực đại electron quang điện giảm Câu 15 Phát biểu sau sai ? A Lượng tử lượng lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ B Lượng tử lượng lượng lượng phôtôn C Lượng tử lượng lượng lượng hạt ánh sáng D Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ nhận giá trị Câu 16 Phát biểu sau không ? A Chùm ánh sáng chùm photon B Mỗi photon có lượng không xác định C Năng lượng photon lượng lượng tử ánh sáng D Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon phát giây Câu 17 Phát biểu sau sai ? A Năng lượng photon phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phát đến nơi thu ánh sáng B Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ photon C Các photon bay dọc theo tia sáng với tốc độ chân không c = 3.108 m/s D Các photon tồn trạng thái chuyển động, photon đứng yên Câu 18 Theo thuyết lượng tử ánh sáng Anhxtanh A Năng lượng photon B Năng lượng photon lượng tử lượng C Năng lượng photon giảm dần photon dời xa nguồn D Năng lượng photon không phụ thuộc vào tần số Câu 19 Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau không ? A Chùm ánh sáng dòng hạt, hạt photon mang lượng B Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon chùm C Khi ánh sáng truyền photon ánh sáng có lượng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sang D Các photon có lượng chúng lan truyền với vận tốc Câu 20 Nội dung chủ yếu thuyết lượng tử trực tiếp nói A Sự hình thành vạch quang phổ nguyên tử B Sự phát xạ hấp thụ ánh sáng nguyên tử, phân tử C Cấu tạo nguyên tử, phân tử D Sự tồn trạng thái dừng nguyên tử hidro Câu 21 Theo thuyết lượng tử ánh sáng lượng A Một photon tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với photon B Một photon lượng nghỉ electron C Các photon chùm sáng đơn sắc D Một photon phụ thuộc vào khoảng cách từ photon tới nguồn phát Câu 22 Khi nói thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau ? A Photon chuyển động đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên B Năng lượng photon lớn tần số ánh sáng ứng với photon nhỏ C Năng lượng photon nhỏ cường độ chùm sáng nhỏ D Ánh sáng tạo hạt gọi photon Câu 23 Phát biểu sau ? A Ánh sáng vừa có tính chất song, vừa có tính chất hạt nên người ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt B Ánh sáng sóng điện từ C Ánh sáng có bước sóng dài tính chất hạt thể rõ D Ánh sáng có tần số lớn tính chất sóng thể rõ Câu 24 Trong chân không, bước sóng ánh sáng lục 0,5 µm Năng lượng photon ánh sáng A 2,5.1024 J B 3,975.10-19 J C 3,975.10-25 J D 4,42.10-26 J Câu 25 Công thoát êlectron khỏi kim loại A = 3,3.10-19 J Giới hạn quang điện kim loại A 0,6 µm B µm C 60 µm D 600 µm Câu 26 Phát biểu sau sai nói phôtôn ánh sáng ? A Năng lượng phôtôn ánh sáng tím lớn lượng phôtôn ánh sáng đỏ B Phôtôn tồn trạng thái chuyển động C Mỗi phôtôn có lượng xác định D Năng lượng phôtôn ánh sáng đơn sắc khác nhau Câu 27 Biết giới hạn quang điện: bạc 0,26 m; đồng 0,30 m; kẽm 0,35 m Một miếng hợp kim đồng gồm bạc, đồng kẽm có giới hạn quang điện A 0,26 m B 0,30 m C 0,35 m D 0,40 m Câu 28 Giới hạn quang điện đồng 0,30 m Công thoát êlectron khỏi đồng có giá trị A 4,14 eV B 6,62 eV C 32.5 eV D 1,26 eV Câu 29 Công thoát êlectrôn khỏi kim loại A = 1,88 eV Biết số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108 m/s eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện kim loại A 0,33 μm B 0,66 10-6 μm C 0,22 μm D 0,66 μm Câu 30 Chiếu chùm xạ đơn sắc vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35μm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng A 0,1 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,4 μm Câu 31 Trong chân không, lượng phôtôn ứng với ánh sáng có bước sóng 0,75 µm A 2,65 eV B 1,66 eV C 2,65 MeV D 1,66 MeV Câu 32 Với ε1, ε2, ε3 lượng phôtôn ứng với xạ màu vàng, xạ tử ngoại xạ hồng ngoại A ε2 > ε1 > ε3 B ε3 > ε1 > ε2 C ε1 > ε2 > ε3 D ε2 > ε3 > ε1 Câu 33 Phát biểu sau nói phôtôn ánh sáng ? A Năng lượng phôtôn ánh sáng tím nhỏ lượng phôtôn ánh sáng đỏ B Phôtôn tồn trạng thái chuyển động trạng thái đứng yên C Khi ánh sáng từ môi trường sang môi trường khác lượng phô tôn bị thay đổi D Tần số ánh sáng lớn lượng phô tôn chùm sáng lớn Câu 34 Giới hạn quang điện Cêsi (Cs) 0,66 m Công thoát electron khỏi kim loại Cêsi A 1,88 eV B 2,88 eV C 18,8 eV D 28,8 eV -34 Câu 35 Cho biết số Plank h = 6,625.10 J.s, tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s eV = 1,6.10-19 J Năng lượng photon ứng với ánh sáng vàng quang phổ vạch natri có bước sóng (trong chân không) = 590 nm A 2,11 eV B 4,47.10-19 J C 3,11 eV D 2,27.10-19 J Câu 36 Cho biết số Plank h = 6,625.10-34 J.s Năng lượng phô tôn xạ điện từ có tần số 1,2.1015 Hz A 7,95.10-19 J B 8,95.10-19 J C 5,95.10-19 J D 6,95.10-19 J Câu 37 Giới hạn quang điện nhôm natri 0,36 µm 0,50 µm Biết eV = 1,6.10-19 J Công thoát êlectron khỏi nhôm lớn công thoát êlectron khỏi natri lượng là: A 0,322 eV B 0,140 eV C 0,966 eV D 1,546 eV Câu 38 Biết công thoát êlectron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89 eV; 2,26 eV; 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 ? A Kali đồng B Canxi bạc C Bạc đồng D Kali canxi -19 Câu 39 Một kim loại có công thoát êlectron 7,2.10 J Chiếu vào kim loại xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm, λ2 = 0,21 μm, λ3 = 0,32 μm λ = 0,35 μm Những xạ gây tượng quang điện kim loại có bước sóng A λ1, λ2 λ3 B λ1 λ2 C λ2, λ3 λ4 D λ3 λ4 Câu 40 Chiếu chùm xạ có bước sóng λ vào bề mặt nhôm có giới hạn quang điện 0,36 µm Hiện tượng quang điện không xảy λ A 0,24 µm B 0,42 µm C 0,30 µm D 0,28 µm Câu 41 Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng 0,4 μm Biết chiết suất nước ánh sáng tím n = 1,34 Mỗi phôtôn ánh sáng truyền nước mang lượng xấp xỉ A 4,97.10-31J B 4,97.10-19J C 6,66.10-19J D 3,71.10-31J Câu 42 Biết công thoát êlectron khỏi kim loại 3,74 eV Giới hạn quang điện kim loại A 0,532m B 0,232m C 0,332m D 0,35 m -19 Câu 43 Công thóat êlectron khỏi kim lọai 3,6.10 J, số Plăng h = 6,625.10-34J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Chiếu chùm sáng có bước sóng 0,3 μm vào kim loại vận tốc ban đầu cực đại quang electron A 8,15.105 m/s B 9,42.105 m/s C 2,18.105 m/s D 4,84.106 m/s A tất vạch nằm vùng hồng ngoại B tất vạch nằm vùng tử ngoại C bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy Hα, Hβ, Hγ, Hδ, vạch lại thuộc vùng tử ngoại D bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy Hα, Hβ, Hγ, Hδ, vạch lại thuộc vùng hồng ngoại Câu 19 Pin quang điện nguồn điện A nhiệt biến đổi thành điện B hóa biến đổi thành điện C biến đổi thành điện D quang biến đổi thành điện Câu 20 Pin quang điện nguồn điện hoạt động dựa tượng A huỳnh quang B tán sắc ánh sáng C quang – phát quang D quang điện Câu 21 Quang điện trở chế tạo từ A kim loại có đặc điểm điện trở suất giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào B chất bán dẫn có đặc điểm dẫn điện không bị chiếu sáng trở nên dẫn điện tốt chiếu sáng thích hợp C chất bán dẫn có đặc điểm dẫn điện tốt không bị chiếu sáng trở nên dẫn điện chiếu sáng thích hợp D kim loại có đặc điểm điện trở suất tăng có ánh sáng thích hợp chiếu vào Câu 22 Quang điện trở hoạt động dựa vào tượng A quang - phát quang B quang điện C phát xạ cảm ứng D nhiệt điện Câu 23 Nguyên tắc hoạt động quang điện trở dựa vào tượng A quang điện B tán sắc ánh sáng C quang – phát quang D quang điện Câu 24 Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô trạng thái bản, êlectron nguyên tử chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r0 Khi nguyên tử hấp thụ phôtôn có lượng thích hợp êlectron chuyển lên quỹ đạo dừng có bán kính A 11r0 B 10r0 C 12r0 D 9r0 Câu 25 Đối với nguyên tử hiđrô, electron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K nguyên tử phát photon ứng với bước sóng 121,8 nm Khi electron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo L, nguyên tử phát photon ứng với bước sóng 656,3 nm Khi electron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K, nguyên tử phát photon ứng với bước sóng A 534,5 nm B 95,7 nm C 102,7 nm D 309,1 nm Câu 26 Trong nguyên tử hiđrô, nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En trạng thái dừng có lượng Em thấp phát xạ có bước sóng 0,1218 μm (trong chân không) Độ chênh lệch hai mức lượng nói là: A 1,63.10-20 J B 1,63.10-24 J C 1,63.10-18 J D 1,63.10-19 J Câu 27 Hiện tượng quang điện tượng A êlectrôn liên kết chất bán dẫn ánh sáng làm bứt khỏi bề mặt bán dẫn B êlectrôn tự kim loại ánh sáng làm bứt khỏi bề mặt kim loại C êlectrôn liên kết chất bán dẫn ánh sáng giải phóng trở thành êlectrôn dẫn D êlectrôn thoát khỏi bề mặt kim loại kim loại bị đốt nóng Câu 28 Các nguyên tử hiđrô trạng thái dừng ứng với electron chuyển động quỹ đạo có bán kính gấp lần so với bán kính Bo Khi chuyển trạng thái dừng có lượng thấp nguyên tử phát xạ có tần số khác Có thể có nhiều tần số ? A B C D Câu 29 Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái dừng có lượng thấp phát xạ có bước sóng 486 nm Độ giảm lượng nguyên tử hiđrô phát xạ A 4,09.10-15 J B 4,86.10-19 J C 4,09.10-19 J D 3,08.10-20 J Câu 30 Biết bán kính Bo r0 = 5,3.10-11 m Bán kính quỹ đạo dừng M nguyên tử hiđrô A 132,5.10-11 m B 84,8.10-11 m C 21,2.10-11 m D 47,7.10-11 m Câu 31 Các mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô xác định 13,6 biểu thức En = eV (n = 1, 2, 3, …) Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ phôtôn có n lượng 2,55 eV bước sóng nhỏ xạ mà nguyên tử hiđrô phát A 9,74.10-8 m B 1,46.10-8 m C 1,22.10-8 m D 4,87.10-8 m Câu 32 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrô tính 13,6 theo công thức (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ n đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n = nguyên tử hiđrô phát phôtôn ứng với xạ có bước sóng A 0,4350 μm B 0,4861 μm C 0,6576 μm D 0,4102 μm -19 -34 Câu 33 Cho: eV = 1,6.10 J; h = 6,625.10 J.s; c = 3.10 m/s Khi êlectrôn nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có lượng Em = -0,85 eV sang quĩ đạo dừng có lượng En = -13,60 eV nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng A 0,4340 μm B 0,4860 μm C 0,0974 μm D 0,6563 μm Câu 34 Nguyên tử hiđtô trạng thái có mức lượng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng -3,4 eV nguyên tử hiđrô phải hấp thụ phôtôn có lượng A 10,2 eV B -10,2 eV C 17 eV D eV Câu 35 Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động quỹ đạo dừng N Khi êlectron chuyển quỹ đạo dừng bên quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử có vạch ? A B C D Câu 36 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrô xác 13,6 định công thức En = (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô n chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phôtôn có bước sóng 1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phôtôn có bước sóng 2 Mối liên hệ hai bước sóng 1 2 A 272 = 1281 B 2 = 51 C 1892 = 8001 D 2 = 41 -11 Câu 37 Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo r0 = 5,3.10 m Ở trạng thái kích thích nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 2,12.10-10 m Quỹ đạo có tên gọi quỹ đạo dừng A L B O C N D M Câu 38 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 39 Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, bước sóng dài vạch quang phổ dãy Lai-man dãy Ban-me 1 2 Bước sóng dài thứ hai thuộc dãy Lai-man có giá trị A 1 2(1 ) B 1 1 C 1 1 D 1 1 Câu 40 Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng nguyên tử A trạng thái trạng thái kích thích B trạng thái kích thích C trạng thái mà electron nguyên tử dừng chuyển động D trạng thái Câu 41 Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K êlectron nguyên tử hiđrô r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L bán kính quỹ đạo giảm bớt A 12r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 Câu 42 Phát biểu sai ? A Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào B Nguyên tắc hoạt động tất tế bào quang điện dựa tượng quang dẫn C Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện D Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy Câu 43 Khi nói quang điện, phát biểu sau sai ? A Pin quang điện hoạt động dựa tượng quang điện nhận lượng ánh sáng từ bên B Điện trở quang điện trở giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào C Chất quang dẫn chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp D Công thoát electron kim loại thường lớn lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết chất bán dẫn Câu 44 Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K nguyên tử phát phôton ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L nguyên tử phát phôtôn ứng với xạ có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K nguyên tử phát phôtôn ứng với xạ có tần số A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 = f12 + f 22 D f = f1f f1 + f Câu 45 Theo mẫu Bo nguyên tử hiđrô, lực tương tác tĩnh điện êlectron hạt nhân êlectron chuyển động quỹ đạo dừng L F êlectron chuyển động quỹ đạo dừng N, lực F F F F A B C D 16 25 Câu 46 Giới hạn quang điện chất quang dẫn sêlen 0,95 m Năng lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết thành electron dẫn sêlen A 0,13 eV B 1,3 eV C 2,6 eV D 0,65 eV Câu 47 Năng lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết chì sunfua 0,46 eV Bước sóng giới hạn quang điện chì sunfua A 2,7 m B 0,27 m D 1,35 m D 5,4 m Câu 48 Trong nguyên tử hiđrô, electron chuyển động tròn xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo có bán kính 0,53 A0 Tốc độ góc electron quỹ đạo A B C D Câu 49 Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô: bước sóng vạch dãy Laiman 0,1216 m, bước sóng vạch quang phổ dãy Ban-me 0,6563 m Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Lai-man A B C D Câu 50 Trong ống Rơn-ghen, phút người ta đếm 6.1018 electron đập vào đối catốt Cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen A B C D ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN Câu Đáp án Câu Đáp án Câu Đáp án Câu Đáp án C 16 A 31 A 46 61 C 17 B 32 C 47 62 A 18 C 33 C 48 63 C 19 D 34 A 49 64 A 20 D 35 C 50 65 B 21 B 36 51 66 C 22 B 37 52 67 B 23 D 38 53 68 A 24 D 39 54 69 10 A 25 C 40 A 55 70 11 A 26 C 41 A 56 71 12 A 27 C 42 B 57 72 13 B 28 D 43 A 58 73 14 A 29 C 44 A 59 74 15 A 30 D 45 60 75 Câu Đáp án Bài : HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA ÁNH SÁNG MÀU SẮC CÁC VẬT A-LÝ THUYẾT Hấp thụ ánh sáng a) Định nghĩa Hấp thụ ánh sáng tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ chùm sáng truyền qua Một phần lượng chùm sáng bị hấp thụ biến thành nội môi trường Thực nghiệm chứng tỏ, truyền chân không, chùm sáng hoàn toàn không bị hấp thụ Điều chứng tỏ tương tác ánh sáng với nguyên tử (hay phân tử) cấu tạo nên môi trường gây tượng hấp thụ ánh sáng Chú ý: Cường độ chùm sáng xác định lượng quang mà chùm sáng tải qua đơn vị diện tích đặt vuông góc với tia sáng giây Đơn vị cường độ sáng oát mét vuông b) Định luật hấp thụ ánh sáng Cường độ I chùm sáng đơn sắc truyền qua môi trường hấp thụ, giảm theo quy luật hàm mũ độ dài d đường tia sáng I = I0e-αd Với I0 cường độ chùm sáng tới môi trường; α hệ số hấp thụ môi trường c) Hấp thụ lọc lựa Ta biết, cho chùm sáng trắng qua chất đó, ta quan sát thấy quang phổ hấp thụ (vạch hấp thụ hay đám hấp thụ), quang phổ ánh sáng trắng số vạch ứng với bước sóng đặc trưng cho chất xét Điều chứng tỏ, ánh sáng có bước sóng khác bị môi trường hấp thụ nhiều, khác Nói cách khác, hấp thụ ánh sáng môi trường có tính lọc lựa, hệ số hấp thụ môi trường phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng Mọi chất hấp thụ có chọn lọc ánh sáng Những chất không hấp thụ ánh sáng miền quang phổ gọi gần suốt với miền quang phổ Những vật không hấp thụ ánh sáng miền nhìn thấy quang phổ gọi vật suốt không màu (ví dụ: nước nguyên chất, không khí, thủy tinh không màu, ) Những vật hấp thụ hoàn toàn ánh sáng nhìn thấy có màu đen Những vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng miền nhìn thấy gọi vật suốt có màu Cần lưu ý thủy tinh không màu hấp thụ mạnh tia tử ngoại Phản xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa Màu sắc vật Ở số vật, khả phản xạ (hoặc tán xạ) ánh sáng mạnh, yếu khác phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng tới Có vật phản xạ (hoặc tán xạ) mạnh ánh sáng có bước sóng dài, lại phản xạ (hoặc tán xạ) yếu ánh sáng có bước sóng ngắn Đó phản xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa Khi chiếu chùm sáng trắng vào vật, vật có khả phản xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa, nên ánh sáng phản xạ (hoặc tán xạ) ánh sáng màu Điều giải thích vật có màu sắc khác Các vật thể khác có màu sắc khác chúng cấu tạo từ vật liệu khác Khi ta chiếu ánh sáng trắng vào vật, vật hấp thụ số ánh sáng đơn sắc phản xạ, tán xạ, cho truyền qua ánh sáng đơn sắc khác Tấm gỗ sơn màu đỏ hấp thụ ánh sáng màu lam lục tán xạ ánh sáng màu đỏ Do đó, chiếu chùm ánh sáng trắng vào gỗ ta thấy có màu đỏ gỗ Nhưng chiếu vào gỗ chùm ánh sáng lam tím hấp thụ hoàn toàn chùm ánh sáng trở thành có màu đen Vậy, màu sắc vật phụ thuộc màu sắc ánh sáng rọi vào nói vật có màu hay màu khác ta giả định chiếu sáng chùm ánh sáng trắng Bài : SỰ PHÁT QUANG - SƠ LƯỢC VỀ LAZE A-LÝ THUYẾT Hiện tượng phát quang a) Sự phát quang *Sự phát quang dạng phát ánh sáng phổ biến tự nhiên Có số chất (ở thể rắn, lỏng, khí) hấp thụ lượng dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng gọi phát quang Sự phát sáng đom đóm, phát sáng phốt bị ôxi hóa không khí, phát sáng số chất chất rắn chiếu sáng tia tử ngoại… ví dụ điển hình phát quang *Sự phát quang có nhiều đặc điểm khác biệt với tượng phát sáng khác, phải kể đến hai đặc điểm quan trọng : Một là, xạ phát quang xạ riêng vật : chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho Hai là, sau ngừng kích thích, phát quang số chất tiếp tục kéo dài thêm khoảng thời gian đó, ngừng hẳn Khoảng thời gian từ lúc ngừng kích thích lúc ngừng phát quang gọi thời gian phát quang Tùy theo chất phát quang mà thời gian phát quang kéo dài từ 10-10 s đến vài ngày b) Các dạng quang phát quang : lân quang huỳnh quang Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng gọi tượng quang phát quang Căn vào thời gian phát quang, người ta phân tượng quang phát quang thành loại: huỳnh quang lân quang Huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8 s) Nghĩa ánh sáng phát quang tắt sau tắt ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất lỏng chất khí Lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10-8 s trở lên) ; thường xảy với chất rắn Các chất rắn phát quang loại gọi chất lân quang Một số ý: -Sự xạ nhiệt (bức xạ vật bị đốt nóng) phát quang -Sự phát quang xảy nhiệt độ bình thường -Ngoài tượng quang phát quang có tượng phát quang khác, hóa phát quang (ở đom đóm), phát quang catốt (ở hình tivi), điện phát quang (ở đèn LED),… -Sự phát quang bóng đèn huỳnh quang ; phát quang số biển báo giao thông đầu cọc giới ; phát quang vào ban đêm mặt kim số đồng hồ đeo tay tượng quang phát quang -Chất fluorexein chiếu sáng tia tử ngoại phát ánh sáng màu lục ngừng phát sáng nhanh sau ngừng chiếu sáng ; Tinh thể kẽm sunfua chiếu tia tử ngoại, tia Rơn-ghen phát ánh sáng nhìn thấy c) Định luật Xtốc phát quang Ánh sáng phát quang có bước sóng ’ dài bước sóng ánh sáng kích thích : ’ > d) Ứng dụng Các loại tượng phát quang có nhiều ứng dụng khoa học, kĩ thuật đời sống, 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 Sơ lược laze a) Laze ? Laze từ phiên âm tiếng Anh LASER Thuật ngữ LASER ghép chữ đứng đầu cụm từ Light Amplier by Stimulated Emision of Radiation Chúng có nghĩa là: Máy khuếch đại ánh sáng phát xạ cảm ứng Năm 1958 nhà bác học Nga, Mỹ nghiên cứu đọc lập chế tạo thành công Laze Dó nguồn phát sáng phát chùm sáng gọi laze, có đặc điểm khác với chùm ánh sáng thông thường b) Nguyên tắc hoạt động laze Sự phát xạ cảm ứng Năm 1917, nghiên cứu lí thuyết phát xạ, Anh-xtanh chứng minh tượng phát xạ tự phát có tượng phát xạ mà ông gọi phát xạ cảm ứng có nội dung sau: Nếu nguyên tử trạng thái kích thích, sẵn sàng phát phôtôn có lượng ε = hf, bắt gặp phôtôn có E1 lượng ε’ hf, bay lướt qua nó, nguyên Photon tới hf tử phát phôtôn ε Phôtôn ε có lượng ’ hf bay phương với phôtôn ε Ngoài ra, sóng điện từ E2 ứng với phôtôn hoàn toàn pha với sóng điện từ ứng với phôtôn ε’ Như vậy, có phôtôn ban đầu bay qua loạt nguyên tử trạng thái kích thích số phôtôn tăng lên theo cấp số nhân Các phôtôn có lượng (ứng với sóng điện từ có bước sóng; tính đơn sắc chùm sáng cao); chúng bay theo phương (tính định hướng chùm sáng cao); tất sóng điện từ chùm sáng nguyên tử phát điều pha (tính kết hợp chùm sáng cao) Ngoài ra, số phôtôn bay theo hướng lớn nên cường độ chùm sáng có cường độ mạnh Sự đảo mật độ Bình thường tuyệt đại đa số nguyên tử môi trường trạng thái Do đó, phôtôn lượng phù hợp bay qua, bị hấp thụ Muốn trình khuếch đại ánh sáng xảy ra, phải làm cho số nguyên tử trạng thái kích thích nhiều số nguyên tử trạng thái bản, tức tạo đảo mật độ môi trường Lúc môi trường có khả khuếch đại ánh sáng Ở loại laze có cách tạo đảo mật độ riêng Dưới cách laze rubi Rubi (hồng ngọc) tinh thể Al2O3 có pha Cr3O3, màu đỏ rubi ion Cr tạo Ta quan tâm đến ba mức lượng E1, E2, E3 Cr E1 mức bản, E2 mức lượng ứng với trạng thái kích thích giả - bền; thời gian sống Cr trạng thái cỡ 5.10-3 s, dài hẳn thời gian sống trạng thái kích thích khác (cỡ 10-8s) Mức kích thích E3 tương đối rộng, nghĩa nguyên tử Cr hấp thụ phôtôn có lượng lân cận giá trị 2,23 eV (Hình vẽ) Người ta dùng ánh sáng lục (0,556 m, ứng với E3 lượng 2,23 eV) đèn xênon chiếu vào rubi để làm cho phần lớn nguyên tử Cr chuyển từ trạng thái lên E2 trạng thái kích thích E3 Sau khoảng thời gian cỡ 10-8 s, chúng chuyển cách tự phát trạng thái E2 sống 2,23 eV khoảng 5.10-3 s Trong khoảng thời gian có 1,79 eV đảo lộn mật độ khối rubi Khi chuyển từ trạng thái E2 trạng thái nguyên tử Cr phát ánh sáng đỏ (0,694 μm, ứng với E1 lượng 1,79 eV) Buồng cộng hưởng Để có khuếch đại mạnh ánh sáng, phải cho chùm sáng qua lại nhiều lần khối chất có tính khuếch đại ánh sáng, theo phương Muốn vậy, người ta đặt khối chất nói hai gương phẳng song song với nhau, có mặt phản xạ quay vào nhau; gương G1 phản xạ tốt, gương G2 bán mạ Chùm tia laze lấy từ gương G2 Sóng tới phản xạ sóng kết hợp nên tạo thành sóng dừng Tại gương G1 G2 nút sóng Như vậy, khoảng cách hai gương phải số nguyên lần bước sóng: λ G1G2 = l = k G2 G1 Hai gương G1 G2 tạo thành buồng cộng hưởng c) Cấu tạo laze Ta xét cấu tạo laze rubi Laze gồm rubi hình trụ (1) có chiều dài λ thỏa mãn hệ thức l = k Hai mặt mài nhẳn, vuông góc với trục Mặt (3) mạ bạc; mặt (4) mặt bán mạ Một bóng đèn xeon (2) quấn quanh rubi Khi laze hoạt động rubi nóng, nên người ta phải gắn vào cánh tỏa nhiệt (5) Tuy vậy, laze rubi hoạt động chế độ xung, lúc phát, lúc nghỉ d) Đặc điểm chùm tia laze Tia laze Tia laze có tính đơn sắc cao Độ sai lệch f tương đối tần số ánh sáng laze phát có f thể 10-15 Tia laze chùm sáng kết hợp (các photon chùm có tần số pha) Tia laze chùm sáng song song (có tính định hướng cao) Tia laze có cường độ lớn Chẳng hạn, tia laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 106 W/cm2 e) Các loại laze Laze rắn laze hồng ngọc (rubi), thủy tinh pha nêođim… Laze khí laze He – Ne, CO2, Ar, N2,… Laze bán dẫn Ga – Al – As f) Một số ứng dụng tia laze Laze ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Trong y học, lợi dụng khả tập trung lượng chùm tia laze vào vùng nhỏ, người ta dùng tia laze dao mổ phẩu thuật tinh vi mắt, Ngoài ra, người ta dùng tác dụng nhiệt tia laze để chữa số bệnh da Trong thông tin liên lạc, có tính định hướng tần số cao nên tia laze có ưu đặc biệt liên lạc vô tuyến (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vũ trụ ) Do có tính kết hợp cường độ cao nên tia laze sử dụng tốt việc truyền tin cáp quang Trong công nghệp, tia laze có cường độ mạnh có tính định hướng cao nên dùng công việc cắt, khoan, xác nhiều chất liệu kim loại, compôdit Người ta khoan lỗ có đường kính nhỏ sâu mà thực phương pháp học Trong trắc địa, laze dùng công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng Laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thông B-CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI I/ Kiến thức cần nhớ Định luật Stocks phát quang pq > kt Hiệu suất phát quang: Hiệu suất phát quang tỉ số công suất chùm sáng phát quang công suất chùm sáng kích thích P n ε n f n λ H = pq = pq pq = pq pq = pq kt Pkt n kt ε kt n kt f kt n kt λ pq Biết H, kt, pq ta tính tỉ số n pq n kt =? II/ Bài tập câu hỏi trắc nghiệm Câu Cường độ chùm ánh sáng đơn sắc truyền qua môi trường hấp thụ A Giảm tỉ lệ với độ dài đường tia sáng B Giảm tỉ lệ với bình phương độ dài đường tia sáng C Giảm theo quy luật hàm mũ độ dài đường tia sáng D Giảm tỉ lệ nghịch với độ dài đường tia sáng Câu Khi chiếu vào bìa đỏ chùm ánh sáng tím, ta thấy bìa có màu A tím B đỏ C vàng D đen Câu Ánh sáng huỳnh quang ánh sáng A tồn thời gian dài 10-8 s sau tắt ánh sáng kích thích B tắt sau tắt ánh sáng kích thích C có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích D tinh thể phát ra, kích thích ánh sáng Mặt Trời Câu Ánh sáng lân quang ánh sáng A phát chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí B tắt sau tắt ánh sáng kích thích C tồn thời gian dài 10-8 s sau tắt ánh sáng kích thích D có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích Câu Sự phát sáng không phát quang ? A Đèn ống B Ánh trăng C Đèn LED D Con đom đóm Câu Phát biểu sau ? A Tia hồng ngoại gây tượng phát quang với số chất khí B Bước sóng ánh sáng lân quang nhỏ bước sóng ánh sáng kính thích C Ánh sáng lân quang tắt sau tắt nguồn sáng kích thích D Bước sóng ánh sáng huỳnh quang lớn bước sóng ánh sáng kính thích Câu Một chất lân quang có khả phát ánh sáng màu vàng lục kích thích phát sáng Khi chiếu vào chất đó, ánh sáng đơn sắc chất phát quang ? A Đỏ B tím C Vàng D Da cam Câu Chiếu xạ có bước sóng 0,3 µm vào chất phát xạ có bước sóng 0,5 µm Biết công suất chùm sáng phát quang 1% công suất chùm sáng kích thích công suất chùm sáng kích thích W Số photon mà chất phát 10 s A 2,516.1017 B 2,516.1015 C 1,51.1019 D 1,546.1015 Câu Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 μm phát ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang số phôtôn ánh sáng kích thích khoảng thời gian là: 1 A B C D 5 10 Câu 10 Tia laze đặc điểm ? A Độ đơn sắc cao B Công suất lớn C Cường độ lớn D Độ định hướng cao Câu 11 Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng laze người ta sử dụng laze có bước sóng λ = 0,52 μm Thiết bị sử dụng để đo máy vừa có khả phát thu xung laze Người ta nhận thấy khoảng thời gian phát nhận xung cách 2,667 s Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng A 4.105 m B 4.105 km C 8.105 m D 8.105 km Câu 12 Người ta dùng laze hoạt động chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm laze P = 10 W Đường kính chùm sáng d = mm, bề dày thép e = mm Nhiệt độ ban đầu thép t0 = 300C Khối lượng riêng thép D = 7800 kg/m3; nhiệt dung riêng thép c = 448 J/kg.độ Nhiệt nóng chảy thép L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy thép TC = 15350C Thời gian tối thiểu để khoan thép : A 1,16 s B 2,12 s C 2,15 s D 2,275 s Câu 13 Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với bước sóng 0,55 m Khi dùng ánh sáng có bước sóng để kích thích chất phát quang ? A 0,35 m B 0,50 m C 0,60 m D 0,45 m Câu 14 Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng để kích thích chất phát quang ? A 0,55 μm B 0,45 μm C 0,38 μm D 0,40 μm Câu 15 Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 m với công suất 0,8 W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 m với công suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B số phôtôn laze A phát giây 20 A B C D Câu 16 Khi chiếu vào chất lỏng ánh sáng chàm ánh sáng huỳnh quang phát A ánh sáng tím B ánh sáng vàng C ánh sáng đỏ D ánh sáng lục Câu 17 Tia laze có tính đơn sắc cao photon laze phát có: A độ sai lệch có tần số nhỏ B độ sai lệch lượng lớn C độ sai lệch bước sóng lớn D độ sai lệch tần số lớn Câu 18 Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, nguyên tử hay phân tử chất phát quang hấp thụ hoàn toàn photon 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 photon khác có lượng lớn ε có bổ sung lượng C giải phóng electron tự có lượng lớn ε có bổ sung lượng D phát photon khác có lượng nhỏ ε mát lượng Câu 19 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 20 Chùm ánh sáng laze không ứng dụng A truyền tin cáp quang B làm dao mổ y học C làm nguồn phát siêu âm D đầu đọc đĩa CD [...]... ánh sáng chiếu vào kim loại đó C có giá trị từ 0 đến một giá trị cực đại xác định D có giá trị không phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng chiếu vào kim loại đó Câu 47 Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 µm Hiện tượng quang điện có thể xảy ra khi chiếu vào tấm kẽm bằng: A ánh sáng tím B tia X C ánh sáng đỏ D tia hồng ngoại -19 Câu 48 Công thoát của electron khỏi một kim loại là 3,68.10 J Khi chiếu vào... m/s và me = 9,1.10-31 kg Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện A 2,29.104 m/s B 9,24.103 m/s C 9,61.105 m/s D 1,34.106 m/s Câu 57 Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được A hiện tượng quang – phát quang B hiện tượng giao thoa ánh sáng C nguyên tắc hoạt động của pin quang điện D hiện tượng quang điện ngoài Câu 58 Gọi Đ là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ; L là năng lượng. .. electron đập vào đối catod trong một giây m là khối lượng nước chảy qua đối catod trong một giây D là khối lượng riêng của nước (D = 1000 kg/m3) V là lưu lượng nước chảy qua đối catod (m3/s) c là nhiệt dung riêng của nước (c 4200 J/kgK) t là hiệu nhiệt độ ở lối ra và lối vào của dòng nước II/ Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm Câu 1 Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu vào catôt chùm ánh sáng đơn... làm hai điện cực (3) bằng kim loại và dẫn ra ngoài bằng các dây dẫn d) Hoạt động Khi trên lớp bán dẫn chưa có ánh sáng rọi vào, trong mạch có một dòng điện nhỏ gọi là dòng tối Nó phụ thuộc 4 3 3 2 vào điện trở thuần của quang điện trở và vào hiệu điện 1 R thế đặt vào hai điện cực Khi ta rọi sáng lớp bán dẫn, G 5 cường độ dòng điện qua nó phụ thuộc cường độ chùm sáng và hiệu điện thế giữa hai điện cực... đo ánh sáng, máy tính bỏ túi Bài 3 : Mẫu nguyên tử Bo (Borh) 1 Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford Năm 1911, nhà vật lý học người New Zealand là Ernest Rutherford (1871 – 1937) đưa ra mô hình hành tinh nguyên tử gọi là mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford Trong mô hình này, Rutherford cho rằng: Nguyên tử gồm: Hạt nhân mang điện tích dương, rất nhỏ bé, tập trung phần lớn khối lượng nằm ở tâm nguyên tử. .. tốc ánh sáng trong chân không và hằng số Plăng lần lượt là 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s Chiếu vào catốt của tế bào quang điện này bức xạ có bước sóng λ = 0,35 μm, thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện là A 1,70.10-19 J B 70,00.10-19 J C 0,70.10-19 J D 17,00.10-19 J Câu 50 Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng λ2 = 400 nm Cho hai ánh. .. năng lượng En cao sang trạng thái dừng có năng lượng Em thấp hơn thì nó phát ra một photon có năng lượng: = hfmn = En – Em Ngược lại, khi nguyên tử đang ở trạng trái dừng có năng lượng Em thấp mà hấp thụ được một photon có năng lượng hfmn đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái dung có năng lượng En cao hơn En En hfmn hfmn Em Em Như vậy, Mẫu nguyên tử Borh gồm mẫu nguyên tử Rutherford và. .. Đ là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ; L là năng lượng của phôtôn ánh sáng lục; V là năng lượng của phôtôn ánh sáng vàng Sắp xếp nào sau đây đúng? A Đ > V > L B L > Đ > V C V > L > Đ D L > V > Đ Câu 59 Biết giới hạn quang điện của natri là 0,5 m Chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 400 nm đến 760 nm vào một miếng kim loại natri thì vận tốc ban đầu cực đại cửa các electron... trong suốt với ánh sáng và dưới Bán dẫn loại p cùng là một đế kim loại (Hình vẽ) Bán dẫn loại n Các lớp kim loại này đóng vai trò các điện Điện cực cực Lớp tiếp xúc p – n được hình thành giữa hai bán dẫn d) Hoạt động Khi ánh sáng có bước sóng thích hợp ( 0) chiếu vào lớp kim loại mỏng ở trên cùng thì ánh sẽ đi xuyên qua lớp này vào lớp bán dẫn loại p, gây ra hiện tượng quang điện trong và giải phóng... đầu của chùm electron và cho rằng toàn bộ động năng của chùm electron chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng đối catốt Đối catốt được làm nguội bằng một dòng nước chảy luôn bên trong Biết hiệu nhiệt độ ở lối ra và lối vào là 400C, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của nước lần lượt là 1000 kg/m3 và 4200 J/kg.K Lưu lượng dòng nước chảy qua ống Rơn-ghen này là A B C D ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN Câu Đáp án