Lượng tử ánh sáng. GV : Hà Tuấn Kiệt. CHỦ ĐỀ : LƯNG TỬ ÁNH SÁNG. A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT: 1. Điều kiện xãy ra htqđ : λ ≤ 0 λ 2. Giới hạn quang điện : 0 λ = A hc ( A là công thoát) 3. Năng lương của photon : ε = hf = λ hc . 4. Phương trình Anhxtanh : hf = λ hc = A + 2 1 mv 2 max0 . 5. Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu : e h U = 2 1 mv 2 max0 . Suy ra : hf = λ hc = A + eU h 6. Vận tốc cực đại của e quang điện : v omax = m A hc 2 ).( − λ hay v omax = mUe h 2 . + Động năng cực đại : E đmax = λ hc -A = eU h . 7. Cường độ dòng quang điện bảo hoà : I = t en t q e . = 8. Hiệu suất lượng tử : H = f e n n ( n e : Số e bật ra khỏi catốt trong 1 s ; n f : Số photon đập vào catốt trong 1s .) - Với : n f = P/ ε = P λ / hc ( P : Công suất chiếu sáng catốt). 9. Điện thế cực đại quả cầu kim loại cô lập về điện đạt được khi chiếu chùm sáng có λ ≤ λ o vào nó: + V max = e E d max . 10. Lực Lorrenxơ, lực hướng tâm: F = qvBsinα ; F = ma ht = R mv 2 11. Quang phổ vạch của nguyên tử hrô: E m – E n = hf = λ hc . B. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM. 1. HiƯn tỵng quang ®iƯn ®ù¬c Hecx¬ ph¸t hiƯn b»ng c¸ch nµo? A. ChiÕu mét chïm ¸nh s¸ng tr¾ng ®i qua l¨ng kÝnh B. Cho mét tia catèt ®Ëp vµo mét tÊm kim lo¹i cã nguyªn tư lỵng lín C. ChiÕu mét ngn s¸ng giµu tia tư ngo¹i vµo mét tÊm kÏm tÝch ®iƯn ©m D. Dïng chÊt P«n«li 210 ph¸t ra h¹t α ®Ĩ b¾n ph¸ lªn c¸c ph©n tư nit¬ 2. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp. B. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nó bị nung nóng. Trang -1 Lượng tử ánh sáng. GV : Hà Tuấn Kiệt. C. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh. D. Hiện tượng quang điện là hiện êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch. 3. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là A. Bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện. B. Bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện. C. Cơng nhỏ nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó. D. Cơng lớn nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó. 4. Với ánh sáng kích thích thỏa điều kiện định luật quang điện thứ nhất ta thấy dòng quang điện chỉ triệt tiêu hồn tồn khi. A. Giảm cường độ ánh sáng chiếu vào catốt của tế bào quang điện. B. Ngừng chiếu sáng vào catốt của tế bào quang điện. C. Hiệu điện thế đặt vào anốt và catốt của tế bào quang điện bằng hiệu điện thế hãm. D. Hiệu điện thế đặt vào anốt và catốt của tế bào quang điện lớn hơn hiệu điện thế hãm. 5. Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hồ khi A. Tất cả các êlectron bật ra từ catơt khi catốt được chiếu sáng đều về được anơt. B. Tất cả các êlectron bật ra từ cotơt được chiếu sáng đều quay trở về được catơt. C. Có sự cân bằng giữa số êlectron bật ra từ catơt và số êlectron bị hút quay trở lại catơt. D. Số êlectron từ catơt về anốt khơng đổi theo thời gian. 6. Phát biểu nào sau đây là khơng đúng? A. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại. B. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc bước sóng của chùm ánh sáng kích thích. C. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc tần số của chùm ánh sáng kích thích. D. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc cường độ của chùm ánh sá`ng kích thích. 7. Trong hiện tượng quang điện những cách thực hiện sau đây cách nào có thể làm tăng động năng ban đầu cực đại của electron quang điện A. Tăng cường độ chùm ánh sáng kích thích. B. Tăng hiệu điện thế đặt vào hai điện cực anốt và catốt. C. Thay ánh sáng kích thích có bước sóng dài hơn. D. Thay ánh sáng kích thích có bước sóng ngắn hơn. 8. Chọn câu đúng. A. Khi tăng cường độ của chùm ánh sáng kích thích lên 2 lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên 2 lần. B. Khi tăng bước sóng của chùm ánh sáng kích thích lên 2 lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên 2 lần. C. Khi giảm bước sóng của chùm ánh sáng kích thích xuống 2 lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên 2 lần. D. Khi ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng quang điện. Nếu giảm bước sóng của chùm bức xạ thì động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện tăng lên. 9. Theo quan điểm của thuyết lượng tử phát biểu nào sau đây là khơng đúng? A. Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phơtơn mang năng lượng. B. Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phơtơn trong chùm. C. Khi ánh sáng truyền đi các phơtơn ánh sáng khơng đổi, khơng phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng. D. Các phơtơn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau. 10. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp. B. Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng êlectron bị bắn ra khỏi kim loại khi kim loại bị đốt nóng Trang -2 Lượng tử ánh sáng. GV : Hà Tuấn Kiệt. C. Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng êlectron liên kết được giải phóng thành êlectron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bằng bức xạ thích hợp. D. Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng điện trở của vật dẫn kim loại tăng lên khi chiếu ánh sáng vào kim loại. 11. Phát biểu nào sau đây khơng đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn A. Hiện tượng giải phòng electron liên kết thành electron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. B. Có thể gây ra hiện tượng quang dẫn với ánh sáng kích thích có bước sóng dài hơn giới hạn quan dẫn. C. Mỗi phơtơn khi bị hấp thụ sẽ giải phóng một electron liên kết thành một electron tự do gọi là electron dẫn. D. Một lợi thế của hiện tượng quang dẫn là ánh sáng kích khơng cần phải có bước sóng ngắn. 12. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cđa quang trë dùa vµo hiƯn tỵng nµo? A. HiƯn tỵng quang ®iƯn C . HiƯn tỵng quang ®iƯn ngoµi B. HiƯn tỵng quang dÉn D. HiƯn tỵng ph¸t quang cđa c¸c chÊt r¾n 13. Tìm phát biểu sai về mẫu ngun tử Bo A. Ngun tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng hồn tồn xác định gọi là trạng thái dừng. B. Ngun tử ở trạng thái dừng có năng lượng cao ln có xu hướng chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn. C. Trong các trạng thái dừng của ngun tử electron chỉ chuyển động trên những quỹ đạo cò bán kính xác định gọi là quỹ đạo dừng. D. Khi ngun tử chuyển trạng thái dừng thì electron ở võ ngun tử thay đổi quỹ đạo và ngun tử phát ra một phơ tơn. 14. D·y Lyman trong quang phỉ v¹ch cđa Hi®r« øng víi sù dÞch chun cđa c¸c electron tõ c¸c q ®¹o dõng cã n¨ng lỵng cao vỊ q ®¹o: A. K B. L C. M D. N 15. D·y quang phỉ nµo trong sè c¸c d·y phỉ díi ®©y xt hiƯn trong phÇn phỉ bøc x¹ tư ngo¹i cđa nguyªn tư H A. D·y Ly man B. D·y Banme C. D·y Braket D. D·y Pasen 16. C¸c bøc x¹ trong d·y Banme thc vïng nµo trong c¸c vïng sau? A. Vïng hång ngo¹i B. Mét phÇn n»m trong vïng ¸nh s¸ng nh×n thÊy,mét phÇn n»m trong vïng tư ngo¹i C. Vïng tư ngo¹i D. Vïng ¸nh s¸ng nh×n thÊy 17. Ph¸t biĨu nµo sau ®©y lµ §óNG khi nãi vỊ quang phỉ cđa nguyªn tư H A.Quang phỉ cđa nguyªn tư H lµ quang phỉ liªn tơc B. C¸c v¹ch mµu trong quang phỉ cã mµu biÕn thiªn liªn tơc tõ ®á ®Õn tÝm C.Gi÷a c¸c d·y Laiman, Banme, Pasen kh«ng cã ranh giíi x¸c ®Þnh D.A, B, C ®Ịu sai 18. Chän mƯnh ®Ị ®óng khi nãi vỊ quang phỉ v¹ch cđa nguyªn tư H A. Bøc x¹ cã bíc sãng dµi nhÊt ë d·y Banme øng víi sù di chun cđa e tõ q ®¹o M vỊ q ®¹o L. B. Bøc x¹ cã bíc sãng dµi nhÊt ë d·y Lyman øng víi sù di chun cđa e tõ q ®¹o P vỊ q ®¹o K C. Bøc x¹ cã bíc sãng ng¾n nhÊt ë d·y Lyman øng víi sù di chun cđa e tõ q ®¹o L vỊ q ®¹o K D. Bøc x¹ cã bíc sãng ng¾n nhÊt ë d·y Pasen øng víi sù di chun cđa e tõ q ®¹o N vỊ q ®¹o M 19. Nguyªn tư H bÞ kÝch thÝch do chiÕu x¹ vµ e cđa nguyªn tư ®· chun tõ q ®¹o K lªn q ®¹o M. Sau khi ngõng chiÕu x¹ nguyªn tư H ph¸t x¹ thø cÊp, phỉ nµy gåm: A. Hai v¹ch cđa d·y Ly man C. 1 v¹ch d·y Laiman vµ 1 v¹ch d·y Bamme B. Hai v¹ch cđa d·y Ban me D. 1 v¹ch d·y Banme vµ 2 v¹ch d·y Lyman 20. Cơng thốt của kim loại làm catốt của một tế bào quang điện là 2,5eV. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ vào catốt thì các electron quang điện bật ra có động năng cực đại là 1,5eV. Bước sóng của bức xạ nói trên là A. 0,31μm B. 3,2μm C. 0,49μm D. 4,9μm Trang -3 Lượng tử ánh sáng. GV : Hà Tuấn Kiệt. 21. Cơng cần thiết để tách một electron ra khỏi một kim loại làm catốt của một tế bào quang điện là 2,76eV. Nếu chiếu lên bề mặt catốt này một bức xạ mà phơ tơn có năng lượng là 4,14eV thì dòng quang điện triệt tiêu khi đặt vào giữa anốt và catốt của tế bào quang điện một hiệu điện thế là A. – 1,38V B. – 1,83V C. – 2,42V D. – 2,24V 22. Với ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,4μm thì các electron quang điện bị hãm lại hồn tồn khi đặt vào anốt và catốt một hiệu điện thế - 1,19V. Kim loại làm catốt của tế bào quang điện nói trên có giới hạn quang điện là A. 0,64μm B. 0,72μm C. 0,54μm D. 6,4μm 23. Năng lượng cần thiết để iơn hố ngun tử kim loại là 2,2eV. Kim loại này có giới hạn quang điện là A. 0,49 μm B. 0,56 μm C. 0,65 μm. D. 0,9 μm 24. Một tế bào quang điện có catốt bằng Na, cơng thốt của electron của Na bằng 2,1eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,42µm. Trị số của hiệu điện thế hãm: A. –1V B. –0,2V C. –0,4V D. –0,5V 25. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào catơt của một tế bào quang điện, được làm bằng Na. Giới hạn quang điện của Na là 0,50 µ m. Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là A. 3,28 . 10 5 m/s. B. 4,67 . 10 5 m/s. C. 5,45 . 10 5 m/s. D. 6,33 . 10 5 m/s. 26. Chiếu vào catơt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330 µ m. Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38V. Cơng thốt của kim loại dùng làm catơt là A. 1,16 eV B. 1,94 eV C. 2,38 eV D. 2,72 eV 27. Cường độ dòng điện bão hòa bằng 40µA thì số electron bị bứt ra khỏi catốt tế bào quang điện trong 1 giây là: A. 25.10 13 B. 25.10 14 C. 50.10 12 D. 5.10 12 28. BiÕt cêng ®é dßng quang ®iƯn b·o hoµ I bh =2 µ A vµ hiƯu st quang ®iƯn H=0,5%. Sè ph«t«n ®Ëp vµo catèt trong mçi gi©y lµ: A. 25.10 15 B. 2,5.10 15 C. 0,25.10 15 D. 2,5.10 13 29. ChiÕu bøc x¹ cã bíc sãng λ =0,552 m µ vµo catèt (K) cđa mét tÕ bµo quang ®iƯn, dßng quang ®iƯn b·o hoµ I bh =2 mA. C«ng st cđa ngn s¸ng chiÕu vµo K lµ P=1,2W. HiƯu st cđa hiƯn tỵng quang ®iƯn lµ: A. 0,650 % B. 0,550 % C. 0,375 % D. 0,425 % 30. Khi chiÕu bøc x¹ vµo catèt cđa mét tÕ bµo quang ®iƯn th× cã hiƯn tỵng quang ®iƯn x¶y ra. BiÕt ®éng n¨ng ban ®Çu cùc ®¹i cđa c¸c e bÞ bøt ra khái catèt lµ 2,124 eV, hiƯu ®iƯn thÕ gi÷a 2 ®iƯn cùc A vµ K lµ 8V. §éng n¨ng lín nhÊt cđa e khi ®Õn anèt lµ: A. 16,198.10 -19 J B. 16,198.10 -17 J C.16,198.10 -20 J D.16,198.10 -18 J 31. Hiệu điện thế giữa hai anơt và catơt của một ống tia Rơghen là 200kv a) Động năng của electron khi đến đối catốt (cho rằngvận tốc của nó khi bức ra khỏi catơt là v o =0) A. 1,6.10 13 (J) B. 3,2.10 10 (J) C. 1,6.10 14 (J) D. 3,2.10 14 (J) b) Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra A. 5,7.10 -11 (m) B. 6.10 -14 (m) C. 6,2.10 -12 (m) D. 4.10 -12 (m) 32. Cường độ dòng điện trong ống Rơnghen là 0,64 mA. Tần số lớn nhất trong chùm bức xạ phát ra từ ống Rơnghen là 3.10 18 (H z ) a) Số điện tử đập vào đối catốt trong 1 phút là A. 24.10 6 B. 16.10 5 C. 24.10 4 D. 24.10 7 b) Hiệu điện thế giữa anốt và catốt là: A. 11.242(V) B. 12.421(V) C. 12.142(V) D. 11.424(V) Trang -4 Lượng tử ánh sáng. GV : Hà Tuấn Kiệt. 33. Gäi α λ vµ β λ lÇn lỵt lµ 2 bíc sãng cđa 2 v¹ch H α vµ H β trong d·y Banme. Gäi 1 λ lµ bíc sãng cđa v¹ch ®Çu tiªn trong d·y Pasen. X¸c ®Þnh mèi liªn hƯ α λ , β λ , 1 λ A. 1 1 λ = α λ 1 + β λ 1 B. λ 1 = β λ - α λ C. 1 1 λ = β λ 1 - α λ 1 D. λ 1 = α λ + β λ 34. Gäi 1 λ vµ 2 λ lÇn lỵt lµ 2 bíc sãng cđa 2 v¹ch quang phỉ thø nhÊt vµ thø hai trong d·y Lai man. Gäi α λ lµ bíc sãng cđa v¹ch H α trong d·y Banme. X¸c ®Þnh mèi liªn hƯ α λ , 1 λ , 2 λ A. α λ 1 = 1 1 λ + 2 1 λ B. α λ 1 = 1 1 λ - 2 1 λ C. α λ 1 = 2 1 λ - 1 1 λ D. λ α = λ 1 + λ 2 35. C¸c bíc sãng dµi nhÊt cđa v¹ch quang phỉ thc d·y Lyman vµ d·y Banme trong quang phỉ v¹ch cđa H t¬ng øng lµ: λ 21 =0,1218 m µ vµ λ 32 =0,6563 m µ .TÝnh bíc sãng cđa v¹ch thø 2 trong d·y Lyman? A. 0,1027 m µ B. 0,0127 m µ C. 0,2017 m µ D. 0,1270 m µ 36. Cho biÕt biÕt bíc sãng øng víi v¹ch ®á lµ 0,656 m µ vµ v¹ch lam lµ 0,486 m µ trong d·y Banme cđa quang phỉ v¹ch cđa H. H·y x¸c ®Þnh bíc sãng cđa bøc x¹ øng víi sù di chun cđa e tõ q ®¹o L vỊ q ®¹o M? A. 1,875 m µ B. 1,255 m µ C. 1,545 m µ D. 0,84 m µ 37. Trong quang phổ vạch của hydrơ biết bước sóng của các vạch trong dãy quang phổ Banme vạch H α : λ 32 = 0,6563μm và H δ : λ 32 = 0,4102μm. Bước sóng của vạch quang phổ thứ ba trong dãy Pasen là A. 1,0939 μm B. 0,9141 μm C. 3,9615 μm D. 0,2524 μm 38. Cho 3 v¹ch cã bíc sãng dµi nhÊt ë d·y quang phỉ v¹ch cđa nguyªn tư H lµ: λ 21 =0,1216 m µ (Lyman), λ 32 =0,6563 m µ (Banme), λ 43 =1,8751 m µ (Pasen) a) Cã thĨ t×m ®ỵc bíc sãng cđa mÊy v¹ch thc d·y nµo? A. λ 31 , λ 41 thc d·y Lyman; λ 42 thc d·y Banme B. λ 32 thc Banme, λ 53 thc Pasen, λ 31 thc Lyman C. λ 42 thc d·y Banme, λ 31 thc Lyman D. λ 31 , λ 41 , λ 51 thc Lyman b) Bøc x¹ thc d·y Banme cã bíc sãng tháa m·n gi¸ trÞ nµo? A. 0,5212 m µ B. 0,4260 m µ C. 0,4871 m µ D. 0,4565 m µ c) C¸c bøc x¹ thc d·y Lyman cã bíc sãng tho¶ m·n gi¸ trÞ nµo? A. λ 31 =0,0973 m µ , λ 41 =0,1026 m µ C. λ 31 =0,1026 m µ , λ 41 =0,0973 m µ B. λ 31 =0,1226 m µ , λ 41 =0,1116 m µ D. λ 31 =0,1426 m µ , λ 41 =0,0826 m µ 39. Cho bíc sãng cđa 4 v¹ch quang phỉ nguªn tư Hi®r« trong d·y Banme lµ v¹ch ®á H α = 0,6563, v¹ch lam H β = 0,4860, v¹ch chµm H γ = 0,4340, v¹ch tÝm H δ = 0,4102 m µ . H·y t×m bíc sãng cđa 3 v¹ch quang phỉ ®Çu tiªn trong d·y Pasen ë vïng hång ngo¹i? A. λ 43 =1,8729 m µ ; λ 53 =1,093 m µ ; λ 63 =1,2813 m µ B. λ 43 =1,8729; λ 53 =1,2813 m µ ; λ 63 =1,093 m µ C. λ 43 =1,7829 m µ ; λ 53 =1,2813 m µ ; λ 63 =1,093 m µ D. λ 43 =1,8729 m µ ; λ 53 =1,2813 m µ ; λ 63 =1,903 m µ 40. C¸c møc n¨ng lỵng cđa nguyªn tư H ë tr¹ng th¸i dõng ®ỵc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc E n = - 2 n 6,13 eV, víi n lµ sè nguyªn n= 1,2,3,4 . øng víi c¸c møc K,L,M,N. TÝnh tÇn sè cđa bøc x¹ cã bíc sãng dµi nhÊt ë d·y Banme A. 2,315.10 15 Hz B. 2,613.10 15 Hz C. 2,463.10 15 Hz D.2, 919.10 15 Hz Trang -5 . A. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp. B. Hiện tượng quang điện là hiện tượng. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh. D. Hiện tượng quang điện là hiện