LTĐH Chuyên đề LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tóm tắt lý thuyết bản: Hiện tượng quang điện: Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện Các electron bật gọi electron quang điện Định luật giới hạn quang điện: Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ giới hạn quang điện kim loại: λ ≤ λ0 Giả thuyết Plank: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi lượng tử lượng, ký hiệu ε : ε =hf ; với h = 6.625.10 −34 Js, f tần số ánh sáng Thuyết lượng tử ánh sáng: _ Ánh sáng tạo thành hạt gọi photon _ Với ánh sáng đơn sắc có tần số f , photon giống nhau, photon mang lượng hf _ Trong chân không, photon bay với vận tốc c= 3.108 m/s dọc theo tia sáng _ Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ photon _ Hiện tượng quang điện xảy có hấp thụ photon ánh sáng kích thích electron kim loại Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng tạo thành electron dẫn lỗ trống chất bán dẫn, tác dụng ánh sáng có bước sóng thích hợp, gọi tượng quang điện Giới hạn quang điện nhiều bán dẫn ( Ge, Si,…) nằm vùng ánh sáng hồng ngoại Hiện tượng quang dẫn: tượng giảm điện trở suất, tức tăng độ dẫn điện bán dẫn, có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi tượng quang dẫn Quang điện trở, pin quang điện chế tạo dựa tượng quang điện quang dẫn Sự phát quang: hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích 10 Mẫu nguyên tử Bo: _ Mẫu nguyên tử Bo gồm mô hình hành tinh nguyên tử hai tiên đề Bo _ Tiên đề 1: nguyên tử tồn trạng thái có lượng xác định gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ _ Tiên đề 2: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng E n sang trạng thái dừng có lượng E m thấp phát photon có lượng hiệu E n - Em: ε = hf nm = E n − E m Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ photon có lượng chuyển lên trạng thái dừng có lượng En _ Mẫu nguyên tử Bo giải thích cấu trúc quang phổ vạch nguyên tử hydro gồm vạch: dãy Layman nằm vùng tử ngoại; dãy Banmer có số vạch miền tử ngoại vạch H α , H β , H γ , H δ miền ánh sáng nhìn thấy; dãy Pasen miền hồng ngoại 11 Laze: _ Là máy khuếch đại ánh sáng dựa vào phát xạ cảm ứng _ Đặc điểm chùm sáng laze phát ra: có tính đơn sắc, tính định hướng cao, tính kết hợp cao cường độ lớn _ Ứng dụng: lĩnh vực y học, công nghiệp, thông tin liên lạc Câu hỏi trắc nghiệm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Câu 1: Khi chiếu ánh sáng xuống bề mặt kim loại, tượng quang điện xảy A sóng điện từ có nhiệt độ cao B sóng điện từ có bước sóng thích hợp C sóng điện từ có cường độ đủ lớn D sóng điện từ có phải ánh sáng nhìn thấy Câu 2: Chiếu ánh sáng nhìn thấy vào đồng tích điện âm thì: A đồng dần điện tích dương B đồng dần điện tích âm C điện tích âm đồng không thay đổi D electron bên đồng thoát Câu 3: Hiện tượng sau tượng quang điện ? A electron khỏi kim loại bị nung nóng B electron bật khỏi kim loại có ion đập vào C electron bị bật khỏi kim loại kim loại có điện lớn D electron bật khỏi mặt kim loại bị chiếu ánh sáng thích hợp Câu 4: Để gây tượng quang điện, xạ chiếu vào kim loại thỏa mãn điều kiện sau ? A tần số lớn tần số B tần số phải tần số ánh sáng hồng ngoại C bước sóng nhỏ giới hạn quang điện D bước sóng lớn giới hạn quang điện Câu 5: Hiện tượng quang điện khẳng định: A tốc độ ánh sáng phụ thuộc chiết suất B ánh sáng có tính chất sóng C ánh sáng sóng ngang D ánh sáng chùm hạt phô tôn Câu 6: Nội dung chủ yếu thuyết lượng tử trực tiếp nói về: A phát xạ hấp thụ ánh sáng nguyên tử phân tử B cấu tạo nguyên tử phân tử C hình thành vạch quang phổ nguyên tử D tồn trạng thái dừng nguyên tử hiđro Câu 7: Hiện tượng quang dẫn tượng: A dẫn điện chất bán dẫn chiếu sáng B kim loại phát xạ electron chiếu sáng 11 LTĐH Chuyên đề LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG C điện trở chất giảm giảm nhiệt độ xuống thấp D điện trở suất chất bán dẫn giảm chiếu ánh sáng thích hợp Câu 8: Phát biểu sau sai ? A Hiện tượng quang dẫn tượng điện trở suất chất bán dẫn giảm mạnh chiếu ánh sáng thích hợp B Hiện tượng quang điện tượng tạo thành electron dẫn lỗ trống chất bán dẫn chiếu ánh sáng thích hợp C Cường độ ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn mạnh điện trở suất nhỏ D Khi bước sóng ánh sáng chiếu vào tăng điện trở suất chất bán dẫn giảm Câu 9: phát biểu sau sai ? A pin quạng điện dụng cụ biến đổi trực tiếp lượng ánh sáng thành điện B hoạt động pin quang điện dựa vào tượng quang điện C điện trở quang trở phụ thuộc vào bước sóng chùm sáng kích thích D quang trở pin quang điện hoạt động dựa vào tượng quang điện Câu 10 phát biểu sau sai ? A Nguyên tắc hoạt động tất tế bào quang điện dựa tượng quang dẫn B Điện trở quang dẫn giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào C Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy D Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện Câu 11: Trạng thái dừng nguyên tử là: A trạng thái đứng yên nguyên tử B trạng thái chuyển động nguyên tử C trạng thái mà electron nguyên tử không chuyển động hạt nhân D số trạng thái có lượng xác định mà nguyên tử tồn Câu 12: Trong trạng thái dừng, nguyên tử: A.không xạ không hấp thu lượng B.không xạ hấp thu lượng C.không hấp thu xạ lượng D.có thể xạ hấp thu lượng Câu 13: phát biểu sau sai ? A nguyên tử tồn trạng thái có lượng xác định gọi trạng thái dừng B trạng thái dừng, nguyên tử hấp thụ mà không phát xạ C nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng cao sang trang thái dừng có mức lượng thấp xạ phô tôn D Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định Câu 14: Đối với nguyên tử hiđro, công thức sau tính bán kính r quỹ đạo dừng (thứ n) electron? (n số nguyên, r0 bán kính Bo) A r = nr0 B r = n2 r0 C r2 = n2 r0 D r = n r02 Câu 15: Tia laze đặc điểm ? A.Độ đơn sắc cao B Độ định hướng cao C Cường độ lớn D Công suất lớn Câu 16: Theo thuyết lượng tử ánh sáng lượng của: A phôtôn lượng nghỉ êlectrôn (êlectron) B phôtôn chùm sáng đơn sắc C phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn tới nguồn phát D phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn Câu 17: Phôtôn xạ điện từ có lượng cao ? A tử ngoại B tia X C hồng ngoại D sóng vi ba Câu 18: Mọi phôtôn truyền chân cùng: A vận tốc B bước sóng C lượng D tần số Câu 19: Một tia sáng đơn sắc truyền từ không khí vào nước (chiết suất 4/3) Hỏi bước sóng λ lượng phôtôn ε tia sáng thay đổi ? A λ ε không đổi B λ tăng, ε không đổi C λ ε giảm D λ giảm, ε không đổi Câu 20: Chùm sáng có bước sóng 5.10-7m gồm phôtôn có lượng: A 1,1.10-48J B 1,3.10-27J C 4,0.10-19J D 1,7.10-5J Câu 21: Giới hạn quang điện kim loại chùm sáng gây tượng quang điện A bước sóng lớn B bước sóng nhỏ C cường độ lớn D cường độ nhỏ Câu 22: Theo quan điểm thuyết lượng tử ánh s , phát biểu sau không ? A Chùm ánh sáng dòng hạt, hạt phôtôn mang lượng B Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn chùm C Khi ánh sáng truyền đi, lượng phôtôn không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng D Các phôtôn có lượng chúng lan truyền với vận tốc Câu 23: Các tượng, tác dụng sau ánh sáng: Đâm xuyên vật tác dụng ion hóa tác dụng phát quang giao thoa tượng, tác dụng thể chất hạt ánh sáng ? 22 LTĐH Chuyên đề LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A Chỉ 1, 2, B Chỉ 1, C 1, 2, 3, D Chỉ 3, Câu 24: Giới hạn quang điện natri 0,5 µm Công thoát kẽm lớn natri 1,4 lần Giới hạn quang điện kẽm ? A 0,7 µm B 0,36 µm C 0,9 µm D A, B, C sai Câu 25: Cho h = 6,625 10-34 J.s ; c = 3.108 m/s ;1 eV = 1,6 10-19 J Kim loại có công thoát êlectrôn A = 2,62 eV Khi chiếu vào kim loại hai xạ có bước sóng λ1 = 0,4 µm λ2 = 0,2 µm tượng quang điện: A xảy với xạ C xảy với xạ λ1 , không xảy với xạ λ2 B không xảy với xạ D xảy với xạ λ2 , không xảy với xạ λ1 Câu 26: Catốt tế bào quang điện có công thoát 4eV Tìm giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt Cho số Plank h = 6,625.10-34J.s; điện tích electron: A 3105Å B 4028Å C 4969Å D 5214Å Câu 27: Chọn câu Quang dẫn tượng: A giảm điện trở chất bán dẫn lúc chiếu sáng B kim loại phát xạ êlectrôn lúc chiếu sáng C điện trở chất giảm mạnh hạ nhiệt độ D bứt quang êlectrôn khỏi bề mặt chất bán dẫn Câu 29: Điện trở quang điện trở sẽ: A tăng nhiệt độ tăng B giảm nhiệt độ tăng C tăng bị chiếu sáng D giảm bị chiếu sáng Câu 30: Chọn câu sai tượng quang dẫn tượng quang điện: A Cả hai có bước sóng giới hạn B Cả hai bứt êlectrôn bứt khỏi khối chất C Bước sóng giới hạn tượng quang điện bên thuộc vùng hồng ngoại D Năng lượng để giải phóng êlectrôn khối bán dẫn nhỏ công thoát êlectrôn khỏi kim loại Câu 31: Pin quang điện thiết bị biến đổi điện năng: A B nhiệt C hố D lượng xạ Câu 32: Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electrôn nguyên tử hiđrô: A tỉ lệ thuận với n B tỉ lệ nghịch với n C tỉ lệ thuận với n2 D tỉ lệ nghịch với n2 Câu 33: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo ro = 5,3.10-11 m Bán kính quỹ đạo dừng N là: A 84,8.10-11m B 21,2.10-11m C 132,5.10-11m D 47,7.10-11 m Câu 34: Khi êlectrôn nguyên tử hiđrô quỹ đạo M, N, O, chuyển quỹ đạo L nguyên tử hiđrô phát vạch xạ thuộc vùng thang sóng điện từ ? A hồng ngoại B hồng ngoại ánh sáng khả kiến C tử ngoại D tử ngoại ánh sáng khả kiến Câu 35: Nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích electron chuyển động quỹ đạo M Hỏi nguyên tử phát loại vạch xạ có tần số khác ? A B hai C ba D sáu Câu 36: Sự chuyển ba mức lượng nguyên tử hiđrô tạo thành ba vạch phổ theo thứ tự bước sóng tăng dần λ1, λ2 λ3 Trong hệ thức liên hệ λ1, λ2 λ3 sau đây, hệ thức ? A λ1 = λ2 - λ3 B 1/λ1 = 1/λ2 + 1/λ3 C 1/λ1 = 1/λ3 - 1/λ2 D 1/λ1 = 1/λ2 - 1/λ3 Câu 37: Phôtôn phát electron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K phôtôn thuộc loại ? A tử ngoại B ánh sáng khả kiến C hồng ngoại D sóng vô tuyến Câu 39: Khối khí Hiđrô trạng thái kích thích electron nguyên tử chuyển động quỹ đạo O Hỏi khối khí phát loại xạ đơn sắc thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy ? A B C D 10 Câu 40: Nguyên tử Hiđrô xạ phôtôn ánh sáng có bước sóng 0,122 µ m lượng electrôn biến thiên lượng là: A.10,2 eV B 15 eV C 7,9 eV D.13,6 eV Câu 41: Biết mức lượng ứng với quĩ đạo dừng n nguyên tử hiđrô : En = -13,6/n2 (eV); n = 1,2,3, Electron nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quĩ đạo tăng lên lần Khi chuyển dời mức nguyên tử phát xạ có lượng lớn là: A 13,6 eV B 12,1 eV C 10,2 eV D 4,5 eV Câu 42: Mức lượng quĩ đạo dừng nguyên tử hiđrô từ E = -13,6 eV ; E2 = -3,4 eV ; E3 = -1,5 eV ; E4 = -0,85 eV Nguyên tử trạng thái có khả hấp thụ phôtôn có lượng đây, để nhảy lên mức ? A 12,2 eV B 3,4 eV C 10,2 eV D 1,9 eV Câu 43: Cho bước sóng vạch thứ hai dãy Banmer 0,487µm, c = 3.108m/s, h = 6,625.10-34Js, e = 1,6.10-19C Trong nguyên tử hiđrô, electron chuyển từ quỹ đạo L (n = 2) lên quỹ đạo N (n = 4) Điều xảy do: A nguyên tử hấp thụ phôtôn có lượng 0,85eV B nguyên tử xạ phôtôn có lượng 0,85eV C nguyên tử hấp thụ phôtôn có lượng 2,55eV D nguyên tử xạ phôtôn có lượng 2,55eV Câu 44: Ca tốt tế bào quang điện làm băng vonfram Biết công thoát electron vonfram 7,2.10 hạn quang điện vonfram là: λ = 0,475µm λ = 0,276 µm λ = 0,375µm λ = 0,425µm −19 J Giới A B C D Câu 44: Tính số elêctron khỏi catot tế bào quang điện 1s cường độ dòng quang điện bão hoà 40mA A 25 1014 B 2,5 1014 C 105 D 10-5 Câu 45: Giới hạn quang điện đồng 0,30nm Công thoát Elêctron khỏi đồng 33 LTĐH Chuyên đề LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A -4,14eV B 6,22 10-20eV C 4,14 eV D 6,62 10-19eV Câu 46: Chiếu ánh sáng đơn sắc vào nhôm có giới hạn quang điện λ0 = 0,36nm Hiện tượng quang điện không xảy ánh sáng có bước sóng : A 0,4nm B 0,3nm C 0,2nmm D 0,1nm Câu 4: Công thoát electron kim loại dùng làm catốt tế bào quang điện A = 7, 23.10 kim loại dùng làm catốt bao nhiêu? A λ = 0,375 µm B λ = 0,175 µm C λ = 0, 47 µm D −25 −19 (J) giới hạn quang điện λ = 0, 275 µm Câu 48: Cho h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s Năng lượng phôtôn ánh sáng tím có bước sóng −19 −19 −19 λ0 = 0, 41 µm A 4, 77.10 J B 4,85.10 J C 4,85.10 J D 3, 48.10 J Câu 49: Cho h = 6,625 10-34Js; c = 108m/s Bước sóng giới hạn quang điện kim loại λ0 = 0,6µm Công thoát kim loại bao nhiêu? A AO = 3,31 10-17J B AO = 3,31 10-18J C AO = 3,31 10-19J D AO = 3,31 10-20J Câu 50: Công suất nguồn sáng P = 5w Biết nguồn phát ánh sáng có bước sóng µ m cho h=6,625 10-34 Js, c = 108m/s Số phôtôn tới catốt đơn vị thời gian A 68 1017 B 58 1017 C 46 1017 D 38 17 10 Câu 51: Cường độ dòng quang điện bão hòa catốt anốt tế bào quang điện 16 µ A Cho điện tích electron e = 1,6 10-19C Số electron đến anốt giây A 1020 B 1016 C 1014 D 1013 Câu 52: Giới hạn quang điện kim loại A Bước sóng giới hạn ánh sáng kích thích kim loại B Công thoát e bề mặt kim loại C Bước sóng riêng kim loại D Bước sóng ánh sáng kích thích Câu 53: Câu phát biểu sau đúng? A Tia hồng ngoại, tia tử ngoại tính chất hạt B Khi bước sóng dài lượng phô tôn ứng với chúng có lượng lớn C Hiện tượng giao thoa khẳng định ánh sáng có tính chất sóng D Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Câu 54: Hiện tượng quang điện trình dựa trên: A Sự phát sáng e nguyên tử ngảy từ mức lượng cao xuống mức thấp B Sự giải phóng photon kim loại bị đốt nóng C Sự tác dụng e lên kính ảnh D Sự giải phóng e từ mặt kim loại tương tác chúng với photon Câu 55: Công thoát electron kim loại là: A Năng lượng cần thiết để bứt electron tầng k khỏi nguyên tử kim loại B Năng lượng tối thiểu để ion hoá nguyên tử kim loại C Năng lượng proton cung cấp cho nguyên tử kim loại D Năng lượng tối thiểu để nguyên tử khỏi kim loại Câu 56: Hiện tượng quang điện tượng chiếu xạ có bước sóng ngắn thích hợp vào kim loại, làm bật khỏi bề mặt kim loại; A Các lượng tử ánh sáng B Các êlectrôn C Các phôtôn D Các tia xạ Câu 57: Pin quang điện hệ thống hoạt động nguyên tắc nào? A Biến đổi lượng xạ thành điện B Biến đổi nhiệt thành điện C Biến đổi thành điện D Biến đổi hoá thành điện Câu 58: Cho bán kính quỹ đạo Bo thứ 0,53 10-10 m Bán kính quỹ đạo Bo thứ năm là: A 13,25 10-10 m B 10,25 10-10 m C 0,106 10-10 m D 2,65 10-10 m Câu 59: Hiệu suất laze: A nhỏ B C A lớn D lớn so với Câu 60: Trong laze rubi có biến đổi dạng lượng thành quang ? A điện B C nhiệt D quang Câu 61: Sự phát sang nguồn sang phát quang: A bóng đèn xe máy B than hồng C đèn LED D băng Câu 62: Trong tượng quang- phát quang, hấp thụ hoàn toàn phô tôn đưa đến: A giải phóng electron tự B giải phóng electron liên kết C giải phóng cặp electron vào lỗ trống D Sự phát phô tôn khác Câu 63: Có thể giải thích tính quang dẫn thuyết: A electron cổ điển B sóng ánh sang C phô tôn D động học phân tử Câu 64: Dụng cụ không làm chất bán dẫn? A điốt chỉnh lưu B cặp nhiệt điện C quang điện trở D pin quang điện Câu 65 Dụng cụ lớp tiếp xúc ? A điốt chỉnh lưu B cặp nhiệt điện C quang điện trở D pin quang điện Câu 67: Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu Rơ-dơ-pho chổ ? A Mô hình nguyên tử có hạt nhân B Hình dạng quỹ đạo electron 44 LTĐH Chuyên đề LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG C Biểu thức lực hút hạt nhân electron D Trạng thái có lượng ổn định Câu 68: lượng phô tôn có bước sóng 0,6625µm ? Biết số Plăng h = 6,625.10 -34Js, tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s A 3.10-19 J B 3.10-20 J C 3.10-21 J D 3.10-18 J Câu 69: chiếu chùm xạ đơn sắc vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35 µm Hiện tượng quang điện không xảy chùm xạ có bước sóng: A 0,3 µm B 0,1 µm C 0,2 µm D 0,4 µm Câu 70: Lần lượt chiếu hai xạ có bước sóng λ1 = 0,45 µm λ2 = 0,25 µm vào kẽm có giới hạn quang điện 0,35 µm Bức xạ gây tượng quang điện ? A Cả hai xạ B Chỉ có xạ λ1 C Chỉ có xạ λ2 D Không có xạ hai xạ Câu 71: giới hạn quang điện kẽm 0,36 µm, công thoát electron kẽm lớn natri 1,4 lần Giới hạn quang điện natri bằng: A 0,504 mm B 0,504µm C 0,25µm D 0,25 mm Câu 73: Trong nguyên tử hiđro, bán kính Bo r0 = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng N là: A.47,7.10-11m B 21,2.10-11m C 84,8.10-11m D 132,5.10-11m 55