A Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng... Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bước
Trang 1Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.
PHẦN 1: BÀI TẬP CƠ BẢN BÀI 30 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
A TỰ LUẬN
Bài 1: Công thoát electron của một kim loại là 7,64.10-19J Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ
có bước sóng là 1 = 0,18 m, 2 = 0,21 m và 3 = 0,35 m Lấy h = 6,625.10-34 Js, c = 3.108 m/s Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó? Vì sao?
Bài 2 Công thoát electron khỏi đồng là 4,57 eV Chiếu bức xạ có bước sóng = 0,14 m vào một quả cầu bằng
đồng đặt xa các vật khác Tính giới hạn quang điện của đồng và điện thế cực đại mà quả cầu đồng tích được
Bài 3 Công thoát electron khỏi kẻm là 4,25 eV Chiếu vào một tấm kẻm đặt cô lập về điện một chùm bức xạ điện
từ đơn sắc thì thấy tấm kẻm tích được điện tích cực đại là 3 V Tính bước sóng và tần số của chùm bức xạ
Bài 4 Chiếu chùm bức xạ điện từ có tần số f = 5,76.1014 Hz vào một miếng kim loại thì các quang electron có vận tốc ban đầu cực đại là v = 0,4.106 m/s Tính công thoát electron và bước sóng giới hạn quang điện của kim loại đó
Bài 5 Chiếu bức xạ có bước sóng = 0,438 m vào catôt của một tế bào quang điện Biết kim loại làm catôt của
tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0 = 0,62 m Tìm điện áp hãm làm triệt tiêu dòng quang điện
B TRẮC NGHIỆM
I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN (NGOÀI)
II ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN
Câu 1 (TN2009): Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn quang điện 0,36µm Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu λ bằng
Câu 2 (TN2007) Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,75 μm, λm, λ2 = 0,25μm, λm vào một tấm kẽm có giới
hạn quang điện λ0 = 0,35 μm, λm Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện?
Câu 3 (TN 2013) Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 µm Hiện tượng quang điện có thể xảy ra khi chiếu vào
tấm kẽm bằng:
Câu 4 (GDTX2014): Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm, λm Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng nào dưới
đây vào bề mặt tấm kẽm thì sẽ không gây ra hiện tượng quang điện?
III THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1 Giả thuyết của Plăng
2 Lượng tử năng lượng
Câu 5 (TN2011): Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng 0,4 μm, λm Mỗi phôtôn của ánh sáng này mang
năng lượng xấp xỉ bằng
Câu 6 (TN2013) Trong chân không, năng lượng của mỗi phôtôn ứng với ánh sáng có bước sóng 0,75 µm bằng
Câu 7 (TN2008): Với ε1, ε2, ε3 lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại
và bức xạ hồng ngoại thì
A ε2 > ε1 > ε3 B ε3 > ε1 > ε2 C ε1 > ε2 > ε3 D ε2 > ε3 > ε1
Câu 8 (TN2014): Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng 0,4 m Phôtôn của ánh sáng này mang năng
lượng
Câu 9 (GDTX2014): Một ánh sáng có tần số 6.1014Hz Bước sóng này trong chân không là:
3.Thuyết lượng tử ánh sáng
Câu 10 (TN2012): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai ?
A Trong chân không, phô tôn bay với tốc độ c =3.108m/s dọc theo các tia sáng
Trang 2Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
B Phô tôn của mọi ánh sáng đơn sắc đều mang năng lượng như nhau
C Phô tôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
D Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phô tôn.
Câu 11 (TN2009): Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phôtôn ánh sáng?
A Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ
B Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
C Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định
D Năng lượng của các phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau
Câu 12 (TN2010) Khi nói về phôtôn, phát biểu nào dưới đây là đúng?
A Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều mang năng lượng như nhau
B Năng lượng của phôtôn càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với phôtôn đó càng lớn
C Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ
D Phôtôn có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên
Câu 13 (TN2011): Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Anh-xtanh, phôtôn ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc có năng
lượng càng lớn nếu ánh sáng đơn sắc đó có
Câu 14 (TN2014): Theo quan điểm của thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
A Các photôn của cùng một ánh sáng đơn sắc đều mang năng lượng như nhau
B Khi ánh sáng truyền đi xa, năng lượng của photôn giảm dần
C Photôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
D Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là photon
4 Giải thích định luật về giới hạn quang điện
Câu 15 (TN2007): Công thoát êlectron ra khỏi một kim loại A = 6,625.10-19J, hằng số Plăng h = 6,625.10-34J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s Giới hạn quang điện của kim lọai đó là
Câu 16 (TN2008): Giới hạn quang điện của đồng là λ0 = 0,30 μm, λm Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s và vận tốc truyền ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s Công thoát của êlectrôn khỏi bề mặt của đồng là
A 6,625.10-19J B 6,265.10-19J C 8,526.10-19J D 8,625.10-19J
Câu 17 (TN2009): Công thoát của êlectron khỏi đồng là 6,625.10-19J Biết hằng số Plăng là 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108m/s Giới hạn quang điện của đồng là
Câu 18 (TN2010): Biết hằng số Plăng là 6,625.10-34 Js, tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng 0,6625 µm là
A 3.10-18 J B 3.10-20 J C 3.10-17 J D 3.10-19 J
Câu 19 (TN2010): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 μm, λm Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, tốc
độ ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s Công thoát êlectron khỏi kim loại này là
A 2,65.10-19 J B 2,65.10-32 J C 26,5.10-32 J D 26,5.10-19 J
Câu 20 (TN2011): Biết công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 4,14 eV Giới hạn quang điện của kim loại
đó là
Câu 21 (TN2012): Biết công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 3,74 eV Giới hạn quang điện của kim loại
đó là
Câu 22 (TN2012): Công thóat êlectron ra khỏi một kim lọai 3,6.10-19J, hằng số Plăng h = 6,625.10-34J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s Chiếu chùm sáng có bước sóng 0,3μm, λm vào kim loại trên Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là
Câu 23 (TN 2013): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,26 m Công thoát của êlectron ra khỏi kim loại
này là
Câu 24 (TN2014): Công thoát của electron khỏi một kim loại là 3,68.10-19 J Khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt hai bức xạ: bức xạ (I) có tần số 5.1014 Hz và bức xạ (II) có bước sóng 0,25m thì
A bức xạ (II) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (I) gây ra hiện tượng quang điện
B cả bức xạ (I) và (II) đều không gây ra hiện tượng quang điện
C cả bức xạ (I) và (II) đều gây ra hiện tượng quang điện
Trang 3Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
D bức xạ (I) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (II) gây ra hiện tượng quang điện
Câu 25 (GDTX2014): Giới hạn quang điện của nhôm và của natri lần lượt là 0,36 µm và 0,50 µm Biết 1eV =
1,6.10-19J Công thoát của êlectron khỏi nhôm lớn hơn công thoát của êlectron khỏi natri một lượng là:
IV LƯỚNG TÍNH SÓNG HẠT CỦA ÁNH SÁNG
Câu 1 (TN2011): Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng
BÀI 31 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
I CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG
Câu 26 (GDTX2014): Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng:
A các êlectrôn liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt bán dẫn
B các êlectrôn tự do trong kim loại được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt bán dẫn
C các êlectrôn liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng giải phóng trở thành các êlectrôn dẫn
D các êlectrôn thoát khỏi bề mặt kim loại khi kim loại bị đốt nóng
Câu 27 (TN2009): Quang điện trở được chế tạo từ
A kim loại và có đặc điểm là điện trở suất của nó giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
B chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện tốt khi được chiếu sáng thích hợp
C chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện kém được chiếu sáng thích hợp
D kim loại và có đặc điểm là điện trở suất của nó tăng khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Câu 28 (TN2010) Quang điện trở hoạt động dựa vào hiện tượng
II QUANG ĐIỆN TRỞ
Câu 29 (TN2012): Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng
III PIN QUANG ĐIỆN
Câu 30 (TN2008): Pin quang điện là nguồn điện trong đó
A nhiệt năng được biến đổi thành điện năng B hóa năng được biến đổi thành điện năng
C cơ năng được biến đổi thành điện năng D quang năng được biến đổi thành điện năng
Câu 31 (TN2009): Pin quang điện là nguồn điện hoạt động dựa trên hiện tượng
6.44 Chọn câu đúng Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng:
A một chất cách điện trở thành dẫn điện khi được chiếu sáng
B Giảm điện trở của kim loại khi được chiếu sáng
C Giảm điện trở của một chất bãn dẫn, khi được chiếu sáng
D Truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong một cách bất kỳ
6.45 Chọn câu đúng Theo định nghĩa, hiện tượng quang điện trong là:
A hiện tượng quang điện xảy ra trên mặt ngoài một chất bán dẫn
B hiện tượng quang điện xảy ra bên trong một chất bán dẫm
C nguyên nhân sinh ra hiện tượng quang dẫn
D sự giải phóng các êléctron liên kết để chúng trở thành êléctron dẫn nhờ tác dụng của một bức xạ điện từ
6.46 Chọn câu đúng Pin quang điện là nguồn điện trong đó:
A quang năng được trực tiếp biến đổi thành điện năng
B năng lượng mặt trời được biến đổi trực tiếp thành điện năng
C một tế bào quang điện được dùng làm máy phát điện
D một quang điện trở, khi được chiếu sáng, thì trở thành máy phát điện
6.47 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn?
A) Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng
Trang 4Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
B) Trong hiện tượng quang dẫn, êlectron 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 nêôn)
D) Trong hiện tượng quang dẫn, năng lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết thành êlectron là rất lớn
6.48 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bước sóng lớn hơn một giá trị λ0 phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn
B Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn hơn một giá trị f0 phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn
C Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì cường độ của chùm bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải lớn hơn một giá trị nào đó phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn
D Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì cường độ của chùm bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải nhỏ hơn một giá trị nào đó phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn
6.49 Điều nào sau đây sai khi nói về quang trở?
A Bộ phận quan trọng nhất của quang điện trở là một lớp chất bán dẫn có gắn 2 điện cực
B Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị 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 trị của nó không thay đổi theo nhiệt độ
6.50 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng bứt electron 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 electron bị bắn ra khỏi kim loại khi kim loại bị đốt nóng
C Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành electron 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
6.51 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài
B Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong
C Điện trở của quang trở tăng nhanh khi quang trở được chiếu sáng
D Điện trở của quang trở không đổi khi quang trở được chiếu sáng bằng ánh sáng có bước sóng ngắn
6.52 Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62m Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức
xạ đơn sắc có tần số f1 = 4,5.1014Hz; f2 = 5,0.1013Hz; f3 = 6,5.1013Hz; f4 = 6,0.1014Hz thì hiện tượng quang dẫn sẽ xảy ra với
6.53 Trong hiện tượng quang dẫn của một chất bán dẫn Năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên
kết thành electron tự do là A thì bước sóng dài nhất của ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng quang dẫn ở chất bán dẫn đó được xác định từ công thức
BÀI 32 HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG
Câu 2 (TN2010) Khi chiếu một ánh sáng kích thích vào một chất lỏng thì chất lỏng này phát ánh sáng huỳnh
quang màu vàng Ánh sáng kích thích đó không thể là ánh sáng
2 Quang - phát quang
* Quang - phát quang: Là hiện tượng các chất hấp thụ bức xạ này để phát ra bức xạ khác
* Điều kiện (Đlý stốc): Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng kích thích kt hq
* Đặc điểm của sự phát quang là ánh sáng phát quang vẫn còn kéo dài một khoảng thời gian sau khi tắt ánh
sáng kích thích và thời gian phát quang dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào chất phát quang Mỗi chất phát quang
có một phổ đặc trưng
* Huỳnh quang: hiện tượng phát quang gần như tắt ngay sau khi ngừng chiếu ánh sáng kích thích (dưới 10-8 (s) Huỳnh quang thường xảy ra ở chất khí hoặc lỏng
* Lân quang: Hiện tượng phát quang còn có thể kéo dài sau khi đã ngừng chiếu ánh sáng kích thích Lân quang
thường xảy ra ở chất rắn
* Ứng dụng: đèn ống phát sáng, sơn phát quang,…
Trang 5Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
3 Sơ lược về LAZE
- Cách tạo laze: bằng việc tạo ra sự đảo mật độ (tạo môi trường hoạt hóa) và dựa vào tác dụng hộp cộng hưởng
quang học
- Phân loại: Laze rắn, laze khí, laze bán dẫn.
- Đặc điểm Laze:
- Tính đơn sắc rất cao, độ sai lệch tương đối: 10 15
f f
- Là một chùm sáng kết hợp
- Là chùm tia song song, tính định hướng rất cao
- Có cường độ rất lớn
- Một vài ứng dụng của laze
+ Trong y tế: dao mổ, chữa bệnh ngoài da,…
+ Trong thông tin liên lạc: sử dụng trong vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, truyền tin bằng cáp quang…
+ Trong công nghiệp: khoan, cắt, kim loại
+ Trong trắc địa: đo khoảng cách, ngắm đường thẳng…
+ Trong giải trí: Công nghệ biểu diễn ánh sáng laze, trong các đầu đọc CD, bút chỉ bảng…
* Hiện tượng phát xạ cảm ứng
- Nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích sẵn sàng phát ra photon có năng lượng = hf bắt gặp một photon
có năng lượng ' = bay lướt qua thì lập túc nguyên tử phát ra photon có cùng năng lượng, bay cùng phương
- Hai sóng điện từ hoàn toàn đồng pha, dao động trong 2 mặt phẳng song song
* Hiện tượng hấp thụ ánh sáng (Chương trình NC)
- Hấp thụ ánh sáng: Là hiện tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ sáng truyền qua nó.
- Định luật về sự hấp thụ ánh sáng: Cường độ I của chùm sáng đơn sắc khi truyền qua môi trường hấp thụ, giảm
theo định luật hàm mũ của độ dài d của đường đi tia sáng I = I0e-d
Trong đó: I0 là cường độ của chùm sáng tới môi trường, là hệ số hấp thụ của môi trường
- Hấp thụ ánh sáng của môi trường có tính chất lọc lựa, hệ số hấp thụ của môi trường phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng
- Chùm sáng chiếu vào một vật, gây ra phản xạ, tán xạ lọc lựa ánh sáng Màu sắc các vật là kết quả của sự hấp thụ
và phản xạ, tán xạ lọc lựa ánh sáng chiếu vào vật
BÀI 33 MẪU NGUYÊN TỬ BO
A TỰ LUẬN
Bài 6 Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có
bước sóng 0,1026 µm Lấy h = 6,625.10-34 Js, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108 m/s Tính năng lượng của phôtôn theo đơn vị Jun và eV
Bài 7 Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần lượt là:
-13,6 eV; -1,51 eV Cho biết h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng là bao nhiêu?
Bài 8 Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức
En = - 13,26
n (eV) (n = 1, 2, 3,…) Tính bước sóng của bức xạ do nguyên tử hiđrô phát ra khi êlectron trong nguyên tử
hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo dừng n = 2
Bài 9 Năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử hiđrô lần lượt là EK = -13,60 eV; EL = -3,40 eV; EM
= -1,51 eV; EN = -0,85 eV; EO = -0,54 eV Hãy tìm bước sóng của các bức xạ tử ngoại do nguyên tử hiđrô phát ra
Bài 10 Bước sóng của vạch quang phổ đầu tiên trong dãy Laiman là 0 = 122 nm, của hai vạch H và H trong
dãy Banme lần lượt là 1 = 656nm và 2 = 486 nm Hãy tính bước sóng của vạch quang phổ thứ hai trong dãy Laiman và vạch đầu tiên trong dãy Pasen
Bài 11 Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài nhất trong dãy Laiman là
1 = 0,1216 m và vạch ứng với sự chuyển của electron từ quỹ đạo M về quỹ đạo K có bước sóng 2 = 0,1026 m Hãy tính bước sóng dài nhất 3 trong dãy Banme
Bài 12 Các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô ở trạng thái dừng được xác định bằng công thức: En = -132,6
n
eV với n là số nguyên; n = 1 ứng với mức cơ bản K; n = 2, 3, 4, …ứng với các mức kích thích L, M, N,…
Trang 6Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
a) Tính ra Jun năng lượng iôn hoá của nguyên tử hiđrô
b) Tính ra mét bước sóng của vạch đỏ H trong dãy Banme
Bài 13 Biết bước sóng của hai vạch đầu tiên trong dãy Laiman của nguyên tử hiđrô là L1 = 0,122 m và
L2 = 103,3 nm Biết mức năng lượng ở trạng thái kích thích thứ hai là -1,51 eV Tìm bước sóng của vạch H trong quang phổ nhìn thấy của nguyên tử hiđrô, mức năng lượng của trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích thứ nhất
B TRẮC NGHIỆM
I Mô hình hành tinh nguyên tử Ro-do-pho
- Tâm nguyên tử: là hạt nhân mang điện tích dương, kích thước bé nhưng chiếm phần lớn khối lượng nguyên tử.
- Vỏ nguyên tử: Gồm các electron chuyển động trên các quỹ đạo tròn quanh hạt nhân (giống như các hành tinh
chuyển động quanh mặt trời)
- Tổng điện tích hạt nhân có độ lớn = độ lớn điện tích lớp vỏ nguyên tử trung hòa điện
Hạn chế: Không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử.
II CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO
1.
Tiên đề 1 Tiên đề về các trạng thái dừng
Câu 32 (TN2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử Hiđrô, bán kính quỹ đạo
dừng của electron trên quỹ đạo K là r0 Bán kính quỹ đạo dừng của electron trên quỹ đạo N là
Câu 33 (TN 2013): Theo mẫu nguyên tử Bo, một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, êlectron của nguyên
tử chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính r0 Khi nguyên tử này hấp thụ một phôtôn có năng lượng thích hợp thì êlectron có thể chuyển lên quỹ đạo dừng có bán kính bằng
Câu 1 (TN 2011): Trong nguyên tử hidro, với r0 là bán kính Bo thì bán kính quỹ đạo dừng của êlectron không thể
là:
2 TIÊN ĐỀ 2 Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
Câu 34 (TN 2013)Theo tiên đề Bo, khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng EM = -1,51eV sang trạng thái dừng có năng lượng EK = -13, 6 eV thì nó phát ra một phôtôn có tần số bằng:
Câu 35 (TN2007): Trong nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quĩ đạo N về quĩ đạo L sẽ phát ra vạch quang
phổ
Câu 36 (TN2008): Trong quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hiđrô (H), dãy Banme có
A tất cả các vạch đều nằm trong vùng hồng ngoại
B tất cả các vạch đều nằm trong vùng tử ngoại
C bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy là Hα, Hβ, Hγ, Hδ, các vạch còn lại thuộc vùng tử ngoại
D bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy là Hα, Hβ, Hγ, Hδ, các vạch còn lại thuộc vùng hồng ngoại
Câu 37 (TN2014): Đối với nguyên tử hiđrô, khi electron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát
ra photon ứng với bước sóng 121,8 nm Khi electron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L, nguyên tử phát ra photon ứng với bước sóng 656,3 nm Khi electron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K, nguyên tử phát ra photon ứng với bước sóng
Câu 38 (GDTX2014): Trong nguyên tử hiđrô, khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En về trạng thái dừng có năng lượng Em thấp hơn thì nó phát ra bức xạ có bước sóng 0,1218 μm, λm (trong chân không) Độ chênh lệch giữa hai mức năng lượng nói trên là:
III Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hidrô:
BÀI 34 SƠ LƯỢC VỀ LAZE
PHẦN 2: BÀI TẬP LUYỆN TẬP MỞ RỘNG CHƯƠNG 6 CÔNG THỨC ANHXTANH
Trang 7Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
(nếu đề cho gải thuyết rằng năng lượng phô tôn cung cấp, một phần tạo ra công thoát, phần còn lại tạo ra động năng ban đầu cực đại của electron)
Câu 39 TN2007): Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện là
Câu 40 (TN2008): Trong hiện tượng quang điện, vận tốc ban đầu của các êlectrôn quang điện bị bứt ra khỏi bề
mặt kim loại
A có hướng luôn vuông góc với bề mặt kim loại
B có giá trị phụ thuộc vào cường độ của 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 41 (TN2010) Catốt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có giới hạn quang điện λ0 Chiếu vào catốt
ánh sáng có bước sóng λ < λ0 Biết hằng số Plăng là h, tốc độ ánh sáng trong chân không là c Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện được xác định bởi công thức:
A Wđmax =
h
c
0
1 1
h
c
0
1 1
0
1 1
0
1 1
PHẦN 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP CHƯƠNG 6
C©u 39: Khi xảy ra hiện tượng quang điện đối với một kim loại Số electron quang điện bắn ra khỏi bề mặt kim
loại trong một giây sẽ tăng khi
A tần số của ánh sáng tới tăng B cường độ của ánh sáng tới tăng.
C bước sóng của ánh sáng tới tăng D năng lượng của phôtôn tới tăng.
Câu 17: Phát biểu nào là sai?
A Trong pin quang điện, quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
B Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy.
C Nguyên tắc hoạt động của các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn.
D Điện trở của quang điện trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
ĐA: C
Câu 25: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
A Năng lượng của một phôtôn không đổi khi truyền trong chân không
B Phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng khác nhau
C Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng
D Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động
Hướng dẫn: Chọn đáp án D
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
Câu 29: Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng phát biểu nào dưới đây không đúng :
A Mỗi phôtôn ánh sáng mang một năng lượng xác định tỉ lệ với tần số của ánh sáng
B Khi nguyên tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn
C Các phôtôn có thể tồn tại ở trạng thái chuyển động hay đứng yên
D Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là các phôtôn
Câu 37: Phôtôn của một bức xạ có năng lượng 6,625.10-19J Bức xạ này thuộc vùng
A sóng vô tuyến B hồng ngoại.
C tử ngoại D ánh sáng nhìn thấy.
ĐA: C
Câu 40: Chọn phát biểu đúng khi nói về phôtôn.
A Khi truyền đi, năng lượng của phôtôn càng lớn khi nó truyền trong môi trường có chiết suất càng lớn.
B Trong các môi trường trong suốt, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với cùng tốc độ c=3.108m/s
C Trong một chùm ánh sáng đơn sắc, các phôtôn truyền đi với tốc độ và năng lượng bằng nhau.
D Càng xa nguồn phát, năng lượng của các phôtôn và số phôtôn mà chùm sáng phát ra trong 1 giây càng nhỏ ĐA: C
Câu 38: Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
A Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c=3.108 m/s dọc theo các tia sáng
B Phôtôn của mọi ánh sáng đơn sắc đều mang năng lượng như nhau
Trang 8Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
C Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
D Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn
HD: Dùng nội dung thuyết lượng tử ánh sáng để trả lời
C©u 40: Chọn phát biểu sai.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì năng lượng của
A một phôtôn không bị thay đổi khi đi từ môi trường này sang môi trường khác.
B một phôtôn không phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó.
C các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc càng lớn nếu bước sóng tương ứng càng dài
D một phôtôn tỉ lệ thuận với tần số ánh sáng đơn sắc tương ứng với phôtôn đó.
Câu 21 Giới hạn quang điện của bạc là 0,26μm, λm; của đồng là 0,3μm, λm và của kẽm là 0,35μm, λm Giới hạn quang điện
của hợp kim gồm bạc, đồng và kẽm là
A 0,26μm, λm B 0,303μm, λm C 0,35μm, λm D 0,30μm, λm.
Chọn C;
Câu 47 Khi chiếu ánh sáng màu lục lên tấm kim loại thì có hiện tượng quang điện xảy ra, khi chiếu ánh sáng màu
vàng lên tấm kim loại đó thì không có hiện tượng quang điện xảy ra Phát biểu nào sau đây là đúng?
A khi chiếu ánh sáng màu chàm lên tấm kim loại đó thì có hiện tượng quang điện xảy ra.
B khi chiếu ánh sáng màu lam lên tấm kim loại đó thì không có hiện tượng quang điện xảy ra.
C khi chiếu ánh sáng màu tím lên tấm kim loại đó thì không có hiện tượng quang điện xảy ra.
D khi chiếu ánh sáng màu đỏ lên tấm kim loại đó thì có hiện tượng quang điện xảy ra.
Câu 18 Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào :
C Hiện tượng quang điện trong D Hiện tượng quang điện ngoài.
Câu 16: Pin quang điện là nguồn điện hoạt động dựa trên hiện tượng
Hướng dẫn: Chọn đáp án B
Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong
Câu 44: Nguyên tắc hoạt động của tia laze dựa vào
A hiện tượng giao thoa ánh sáng B hiện tượng quang điện trong
C hiện tượng phát xạ cảm ứng D hiện tượng tán sắc ánh sáng
Hướng dẫn: Chọn đáp án C
Laze hoạt động dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng
Câu 36: Theo mẫu nguyên tử Bo, để nguyên tử hyđrô hấp thụ một phôtôn, thì phôtôn bị hấp thụ phải có năng
lượng
A bằng năng lượng của trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất.
B bằng năng lượng của trạng thái dừng có năng lượng cao nhất.
C bằng hiệu hai mức năng lượng ứng với hai trạng thái dừng.
D bằng năng lượng của một trong các trạng thái dừng.
ĐA: C
C©u 43: Êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng có mức
năng lượng nhỏ hơn thì vận tốc của electron tăng lên 4 lần Êlectron đã chuyển từ quỹ đạo
HD: Ta có: v=
n mr
ke n
6 0
2 2,2.10
1
n
1
khi v tăng 4 lần thì electron chuyển từ mức 4 (N) về 1 (K) hoặc
8 (R) về 2 (L) Chọn A
-CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – -CHƯƠNG VI
TRONG ĐỀ THI TỐT NGHIỆP
- -TRONG ĐỀ THI CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC CHƯƠNG 6
Câu 1 (CĐ2007): Giới hạn quang điện của một kim loại làm catốt của tế bào quang điện là λ0 = 0,50 μm, λm Biết vận 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
Trang 9Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
bào quang điện này bức xạ có bước sóng λ = 0,35 μm, λm, thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) 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 2 (CĐ2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV Biết hằng số Plăng h =
6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện của kim loại đó là
A 0,33 μm, λm B 0,22 μm, λm C 0,66 10-19 μm, λm D 0,66 μm, λm
Câu 3 (CĐ2008): Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s và độ lớn của điện tích nguyên tố là 1,6.10-19 C Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng -1,514 eV sang trạng thái dừng có năng lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát ra bức xạ có tần số
Câu 4 (CĐ2008): 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 sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là n1 = 1,33 và n2 = 1,34 Khi truyền trong môi trường trong suốt trên,
tỉ số năng lượng của phôtôn có bước sóng λ1 so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ2
Câu 5 (CĐ2008): Chiếu lên bề mặt catốt của một tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,485 μm, λm thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s, khối lượng nghỉ của êlectrôn (êlectron) là 9,1.10-31 kg và vận tốc ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện là 4.105 m/s Công thoát êlectrôn của kim loại làm catốt bằng
Câu 6 (CĐ2009): Công suất bức xạ của Mặt Trời là 3,9.1026 W Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là
A 3,3696.1030J B 3,3696.1029 J C 3,3696.1032 J D 3,3696.1031J
Câu 7 (CĐ2009): Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 m Lấy h = 6,625.10-34J.s; c=3.108 m/s và e = 1,6.10-19C Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
Câu 8 (CĐ2009): Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần
lượt là: -13,6 eV; -1,51 eV Cho h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C Khi êlectron chuyển từ quỹ
đạo dừng M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng
Câu 9 (CĐ2009): Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10-4 W Lấy
h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là
Câu 10 (CĐ2010): Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014Hz Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10W Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
Câu 11 (CĐ2010): Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En= -1,5 eV sang trạng thái dừng
có năng lượng Em = -3,4 eV Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng
Câu 12 (CĐ2010): Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với bước sóng 0,55 m Khi dùng ánh
sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang ?
Câu 13 (CĐ2011): Các nguyên tử hidro đang ở trạng thái dừng ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo có
bán kính gấp 9 lần so với bán kính Bo Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên
tử sẽ phát ra các bức xạ có tần số khác nhau Có thể có nhiều nhất bao nhiêu tần số?
Câu 14 (CĐ2011): Một kim loại có giới hạn quang điện là 0 Chiếu bức xạ có bước sóng bằng 0
3
vào kim loại này Cho rằng năng lượng mà eelectron quang điện hấp thụ từ photon của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó Giá trị động năng này là
A
0
3hc
0 2
hc
0 3
hc
0
2hc
Câu 15 (CĐ2011): Nguyên tử hiđrô chuyển từ một trạng thái kích thích về trạng thái dừng có năng lượng thấp
hơn phát ra bức xạ có bước sóng 486 nm Độ giảm năng lượng của nguyên tử hiđrô khi phát ra bức xạ này là
A 4,09.10 15J B 4,86.10 19J C 4,09.10 19J D 3,08.10 20J
Trang 10Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Vật lí Bài tập cơ bản GV: Dư Hoài Bảo
Câu 16 (CĐ2013): Biết bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11 m Bán kính quỹ đạo dừng M trong nguyên tử hiđrô là
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 17 (CĐ2013): Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.1014 Hz Công suất phát xạ của nguồn là 10 W Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
Câu 18 (CĐ2013): Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu
thức En = 13,62
n eV (n = 1, 2, 3, …) Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ một phôtôn có năng lượng 2,55 eV thì bước
sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra là
Câu 19 (CĐ2013): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 m Công thoát electron ra khỏi kim loại bằng
Câu 20 (ĐH2010) Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công
thức - 132,6
n (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo dừng
n = 2 thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng
Câu 21 (ĐH2010) Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz Khi dùng ánh sáng
có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang?
Câu 22 (ĐH2010) Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10 W Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
Câu 23 (ĐH2010) Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En = -1,5 eV sang trạng thái dừng
có năng lượng Em = -3,4 eV Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng
Câu 24 (CĐ2007): Giới hạn quang điện của một kim loại làm catốt của tế bào quang điện là λ0 = 0,50 μm, λm Biết
vận 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, λm, thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn (êlectron) 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 25 (CĐ2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV Biết hằng số Plăng h =
6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J Giới hạn quang điện của kim loại đó là
A 0,33 μm, λm B 0,22 μm, λm C 0,66 10-19 μm, λm D 0,66 μm, λm
Câu 26 (CĐ2012): Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng 0,25m vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,5m Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện là
Câu 27 (CĐ2012): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 m Công thoát của êlectron khỏi kim loại này
là
A 6,625.10-20J B 6,625.10-17J C 6,625.10-19J D 6,625.10-18J
Câu 28 (ĐH2007): Cho: 1eV = 1,6.10-19 J; h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Khi êlectrôn (êlectron) trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có năng lượng Em = 0,85eV sang quĩ đạo dừng có năng lượng En =
-13,60eV thì nguyên tử phát bức xạ điện từ có bước sóng
Câu 29 (ĐH2007): Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm bức xạ có bước
sóng λ1 = 0,26 μm, λm và bức xạ có bước sóng λ2 = 1,2λ1 thì vận tốc ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện bứt
ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với v2 = 3v1/4 Giới hạn quang điện λ0 của kim loại làm catốt này là
Câu 30 (ÐH2008): Trong nguyên tử Hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng N là
Câu 31 (ÐH2009): Nguyên tử hiđtô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV Để chuyển lên trạng
thái dừng có mức năng lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng
Câu 32 (ÐH2009): Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo
dừng N Khi êlectron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch?