NGUYÊN TỬ HIĐRÔ. 1. Quang phổ Hiđrô Tần số bức xạ hấp thụ hay phát xạ: ƒ = 2 2 0 1 1 h m n E h c Em En Bán kính quỹ đạo dừng mức n: rn = n 2 .r0 (r0 = 5,3.1011m là bán kính Bo) Số bức xạ tối đa mà nguyên tử Hidro có thể phát ra khi từ mức năng lượng En chuyển về các mức năng lượng thấp hơn là: N = n(n1) 2 En = 2 13,6( ) n eV Mức năng lượng ở trạng thái n (với n = 1,2,3, ...) và 1eV = 1,6.1019(J) Năng lượng ion hóa nguyên tử hiđrô (E) là năng lượng cần thiết đưa e từ E1 = 13,6eV lên E = 0eV E =E E1 = 13,6 eV Bức xạ có bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra là min với 1 min E E hc Khi bị kích thích nguyên tử hiđrô chuyển từ năng lượng cơ bản E1 lên mức En. Sau đó bức xạ có bước sóng ngắn nhất min, dài nhất max mà nguyên tử có thể phát ra là: 1 min E E hc n và 1 max En En hc có thể phát ra Bức xạ có bước sóng ngắn nhất min và dài nhất max thuộc dãy Laiman: 1 min E E hc L ; 2 1 max E E hc L Bức xạ có bước sóng ngắn nhất min và dài nhất max thuộc dãy Banme: 2 min E E hc B ; 3 2 max E E hc B Bức xạ có bước sóng ngắn nhất min và dài nhất max thuộc dãy Pasen: 3 min E E hc P ; 4 3 max E E hc P Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô: 13 12 23 1 1 1 và f13 = f12 + f23 2. Cơ chế phát các bức xạ của quang phổ hiđrô: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 337 . Theo nhà vật lý Đan Mạch Niels Bohr, ở trạng thái dừng của nguyên tử thì êlectron: A. Dừng lại nghĩa là đứng yên. B. Chuyển động hỗn loạn. C. Dao động quanh nút mạng tinh thể. D. Chuyển động theo những quỹ đạo có bán kính xác định. Câu 338 . Theo giả thuyết của Niels Bohr, ở trạng thái bình thường (trạng thái cơ bản) nguyên tử hidro. A. Có năng lượng cao nhất, êlectron chuyển động trên quỹ đạo K. B. Có năng lượng thấp nhất, êlectron chuyển động trên quỹ đạo L. C. Có năng lượng thấp nhất, êlectron chuyển động trên quỹ đạo K. D. Có năng lượng cao nhất, êlectron chuyển động trên quỹ đạo L. Câu 339 . Quang phổ vạch phát xạ Hydro có 4 vạch màu đặc trưng: A. Đỏ, vàng, lam, tím. B. Đỏ, lục, chàm, tím. C. Đỏ, lam, chàm, tím. D. Đỏ, vàng, chàm, tím. Câu 340 . Nguyên tử hiđrô nhận năng lượng kích thích, êlectron chuyển lên quỹ đạo N, khi êlectron chuyển về quỹ đạo bên trong sẽ phát ra: A. Một bức xạ có bước sóng thuộc dãy Banme B. Hai bức xạ có bước sóng thuộc dãy Banme. C. Ba bức xạ cô bước sóng thuộc dãy Banme. D. Không có bức xạ có bước sóng thuộc dãy Banme Câu 341 . Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rudơpho ở điểm nào sau đây? A. Mô hình nguyên tử có hạt nhân. B. Hình dạng quỹ đạo của các electron. C. Biểu thức của lực hút giữa hạt nhân và electron. D. Trạng thái có năng lượng ổn định. Câu 342 . Khi êlectron trong nguyên tử hidrô mở một trong các mức năng lượng cao L, M, N, O,... nhảy về mức năng lượng K, thì nguyên tử hidro phát ra vạch bức xạ thuộc dãy: A. Laiman B. Banme C. Pasen D. Thuộc dãy nào là tùy thuộc vào eletron ở mức năng lượng cao nào. Câu 343 . Phát biểu nào sau đây về quang phổ của nguyên tử hidro là sai? A. Các vạch trong dãy Pasen đều nằm trong vùng hồng ngoại. B. Các vạch trong dãy Banme đều nằm trong vùng ánh sáng thấy được. C. Các vạch trong dãy Lai man đều nằm trong vùng tử ngoại. D. Dãy Pasen tạo ra khi êlectron từ các tầng năng lượng cao chuyển về tầng M Câu 344 . Phát biểu nào sau đây là sai: A. Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định, gọi là trạng thái dừng. B. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử chỉ hấp thu mà không phát xạ. C. Một khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng En thì nó sẽ bức xạ (hoặc hấp thu) một phôtôn có năng lượng = |Em – En| = hfmn D. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo đừng. Câu 345 . Khi các nguyên tử hidro được kích thích để êlectron chuyển lên quỹ đạo M thì sau đó các vạch quang phổ mà nguyên tử có thể phát ra sẽ thuộc vùng: A. Hồng ngoại và khả kiến. B. Hồng ngoại và tử ngoại. C. Khả kiến và tử ngoại. D. Hồng ngoại, khả kiến và tử ngoại. Câu 346 . Câu nào dưới đây nói lên nội dung của khái niệm về quỹ đạo dừng? A. Quỹ đạo có bán kính tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp. B. Bán kính quỹ đạo có thể tính toán được một cách chính xác. C. Quỹ đạo mà electron bắt buộc phải chuyển động trên đó. D. Quỹ đạo ứng với năng lượng của các trạng thái dừng. Câu 347 . Bốn vạch thấy được trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô thuộc về dãy: A. Pasen. B. Laiman. C. Banme. D. Bracket. Câu 348 . Chọn câu đúng. A. Các vạch quang phổ trong các dãy Laiman, Banme, Pasen, hoàn toàn nằm trong các vùng ánh sáng khác nhau. B. Vạch có bước sóng dài nhất của dãy laiman có thể nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy. C. Vạch có bước sóng ngắn nhất của dãy Banme có thể nằm trong vùng ánh sáng tử ngoại. D. Vạch có bước sóng dài nhất của dạy Banme có thể nằm trong vùng ánh sáng hồng ngoại. Câu 349 . Nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử được thể hiện đúng nhất trong các câu nào sau đây? A. Nguyên tử phát ra một photon mỗi lần bức xạ ánh sáng. B. Nguyên tử thu nhận một photon mỗi lần hấp thụ ánh sáng. C. Nguyên tử phát ra ánh sáng nào thì có thể hấp thụ ánh sáng đó. D. Nguyên tử chỉ có thể chuyển giữa các trang thái dùng. Mỗi lần chuyển nó bức xạ hay hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó. Câu 350 . Trong quang phổ của nguyên tử hidro, các vạch trong dãy Laiman được tạo thành khi electron chyển động từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo: A. K B. L C. M D. N Câu 351 . Các vạch trong dãy Laiman thuộc vùng nào trong các vùng sau? A. Vùng hồng ngoại. B. Vùng ánh sáng nhìn thấy. C. Vùng tử ngoại. D. Một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, một phần nằm trong vùng tử ngoại. Câu 352 . Các vạch trong dãy Banme thuộc vùng nào trong các vùng sau? A. Vùng hồng ngoại. B. Vùng ánh sáng nhìn thấy. C. Vùng tử ngoại. D. Một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, một phần nằm trong vùng tử ngoại. Câu 353 . Các vạch trong dãy Pasen thuộc vùng nào trong các vùng sau? A. Vùng hồng ngoại. B. Vùng ánh sáng nhìn thấy. C. Vùng tử ngoại. D. Một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, một phần nằm trong vùng tử ngoại. Câu 354 . Vạch quang phổ có bước sóng 0,0563μm có thể là vạch thuộc dãy: A. Laiman. B. Banme. C. Pasen D. Banme hoặc Pasen. Câu 355 . Vạch quang phổ có bước sóng 0,6563μm là vạch thuộc dãy: A. Laiman. B. Banme. C. Pasen D. Banme hoặc Pasen. Câu 356 . Vạch quang phổ có bước sóng 0,8563μm là vạch thuộc dãy: A. Laiman. B. Banme. C. Pasen D. Banme hoặc Pasen. Câu 357 . Phát biểu nào sau đây là sai về mẫu nguyên tử Bo? A. Trạng thái cơ bản của nguyên tử là trạng thái có mức năng lượng cao nhất. B. Nguyên tử chỉ hấp thụ phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu hai mức năng lượng của nguyên tử. C. Trạng thái dừng có mức năng lượng càng thấp càng bền vững. D. Trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ và không hấp thụ. Câu 358 . Nhận xét nào đúng khi so sánh mẫu nguyên tử của Rutherford và Niels Bohr? A. Rutherford không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch. B. Niels Bohr cho rằng nguyên tử bền vững vì nó luôn đồng thời bức xạ và hấp thụ năng lượng một cách liên tục. C. Theo Niels Bohr ở các trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng nhưng có thể hấp thụ năng lượng. D. Các tiên đề của Niels Bohr có thể áp dụng và giải thích được quang phổ vạch của tất cả các nguyên tố hóa học. Câu 359 . Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơdơpho ở điểm nào dưới đây? A. Hình dạng quỹ đạo của các electron. B. Lực tương tác giữa electron và hạt nhân nguyên tử. C. Trạng thái có năng lượng ổn định. D. Mô hình nguyên tử có hạt nhân. Câu 360 . Gọi En là mức năng lượng của nguyên từ hidro ở trạng thái năng lượng ứng với quỹ đạo n (n > 1). Khi electron chuyển về các quỹ đạo bên trong thì có thể phát ra số bức xạ là: A. n B. (n – 1) C. n(n – 1) D. 0,5.n(n 1) Câu 361 . Gọi r0 là bán kính quỹ đạo dừng thứ 1 nhất của nguyên tử hiđro. Khi bị kích thích nguyên tử hiđro không thể có quỹ đạo: A. 2r0 B. 4r0 C. 16r0 D. 9r0 Câu 362 . Trong nguyên tử Hiđrô xét các mức năng lượng từ P trở xuống đến K có bao nhiêu khả năng kích thích để bán kính quỹ đạo của electron tăng lên 4 lần? A. 2. B. 1. C. 3. D. 4. Câu 363 . Trong nguyên tử Hiđrô khi e chuyển từ mức năng lượng từ P về các mức năng lượng thấp hơn thì có thể phát ra tối đa bao nhiêu bức xạ? A. 6. B. 720 C. 36 D. 15 Câu 364 . Trong nguyên tử Hiđrô xét các mức năng lượng từ P trở xuống đến K có bao nhiêu khả năng kích thích để bán kính quỹ đạo của electron tăng lên 9 lần? A. 2. B. 1. C. 3. D. 4. Câu 365 . Một nguyên tử hidro đang ở trạng thái kích thích ứng với quỹ đạo dừng có bán kính 16r0. Xác định số bức xạ khả dĩ mà nguyên tử có thể phát ra khi nó chuyển về trạng thái cơ bản? A. 6 B. 5 C. 4 D. 7 Câu 366 . Một đám nguyên tử hydro đang ở trạng thái cơ bản, bị kích thích bức xạ thì chúng có thể phát ra tối đa 3 vạch quang phổ. Khi bị kích thích electron trong nguyên tử hydro đã chuyển sang quỹ đạo: A. M B. N C. O D. L Câu 367 . Lực tương tác Culông giữa êlectron và hạt nhân của nguyên tử hiđrô khi nguyên tử này ở quỹ đạo dừng L là F. Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo N thì lực tương tác giữa êlectron và hạt nhân là: A. F16. B. F4. C. F12. D. F2. Câu 368 . Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có tần số f21 và f31. Từ hai tần số đó người ta tính được tần số đầu tiên f32 trong dãy Banme là: A. f32 = f21 + f31 B. f32 = f21 f31 C. f32 = f31 – f21 D. (f21 + f31):2 Câu 369 . Vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có tần số f21.Vạch đầu tin trong dãy Banme l f32. Từ hai tần số đó người ta tính được tần số thứ 2 trong dãy trong dãy Laiman f31 là: A. f31 = f21 + f32 B. f31 = f21 f32 C. f31 = f32 – f21 D. (f21 + f32):2 Câu 370 . Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có bước sóng 21 và 31. Từ hai bước sóng đó người ta tính được bước sóng đầu tiên 32 trong dãy Banme là: A. 2 31 21 32 B. 2 21 31 32 C. 32 21 31 . D. 21 31 21 31 32 . Câu 371 . Vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có bước sóng 21.Vạch đầu tiên trong dãy Banme là 32. Từ hai bước sóng đó người ta tính được bước sóng và 31 trong dãy Laiman là: A. 21 31 21 31 32 . B. 2 21 31 32 C. 32 21 31 . D. 21 31 21 31 32 . Câu 372 . Năng lượng Ion hóa nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản có giá trị W = 13,6 (eV). Bức xạ có bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra được là: A. 91,3 (nm). B. 9,13 (nm). C. 0,1026 (μm). D. 0,1216 (μm). Câu 373 . Trong quang phổ hidro, bước sóng dài nhất của dãy Laiman là 0,1216μm, bước sóng ngắn nhất của dãy Banme là 0,3650 μm.Hãy tính bước sóng ngắn nhất của bức xạ mà hiđrô có thể phát ra: A. 0,4866 μm B. 0,2434 μm C. 0,6563 μm D. 0,0912 μm Câu 374 . Khi chuyển từ quỹ đạo M vê quỹ đạo L, nguyên tử hidrô phát ra phôtôn có bước sóng 0,6563μm. Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng 0,4861 μm. Khi chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo M, nguyên tử hidro phát ra phôtôn có bước sóng: A. 1,1424μm B. 1,8744μm C. 0,1702μm D. 0,2793μm Câu 375 . Electron trong nguyên tử Hiđrô chuyển từ quĩ đạo có năng lượng EM = 1,5eV xuống quỹ đạo có năng lượng EL = 3,4eV. Tìm bước sóng của vạch quang phổ phát ra? Đó là vạch nào trong dãy quang phổ của Hiđrô. A. Vạch thứ nhất trong dãy Banme, = 0,654m. B. Vạch thứ hai trong dãy Banme, = 0,654m. C. Vạch thứ nhất trong dãy Banme, = 0,643m. D. Vạch thứ ba trong dãy Banme, = 0,458m. Câu 376 . Mức năng lượng En trong nguyên tử hiđrô được xác định En = E0n2 (trong đó n là số nguyên dương, E0 là năng lượng ứng với trạng thái cơ bản). Khi e nhảy từ quỹ đạo thứ ba về quỹ đạo thứ hai thì nguyên tử hiđrô phát ra bức xạ có bước sóng 0. Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai về quỹ đạo thứ nhất thì bước sóng của bức xạ được phát ra sẽ là: A. 015 B. 507 C. 0 D. 5027. Câu 377 . Giá trị của các mức năng lượng trong nguyên tự hidro được tính theo công thức En = An2 (J) trong đó A là hằng số dương, n = 1, 2, 3... Biết bước sóng dài nhất trong dãy Lai man trong quang phổ của nguyên tử hidro là 0,1215μm. Hãy xác định bước sóng ngấn nhất của bức xạ trong dãy Pasen: A. 0,65μm B. 0,75μm C. 0,82μm D. 1,22μm Câu 378 . Năng lượng của electron trong nguyên tử hidro được xác định theo biểu thức En = 2 13,6 n eV; n = 1, 2, 3.....Nguyên tử hidro hấp thụ một phôtôn có năng lượng 16eV làm bật electron ra khỏi nguyên tử từ trạng thái cơ bản. Tính vận tốc của electron khi bật ra. A. 0,60.106ms B. 0,92.107ms C. 0,52.106ms D. 0,92.106ms Câu 379 . Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức En = An2 (J) (với n = 1, 2, 3,...). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ1. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ2. Mối liên hệ giữa hai bước sóng λ1 và λ2 là: A. λ2 = 4λ1 B. 27λ2 = 128λ1. C. 189λ2 = 800λ1. D. λ2 = 5λ1. Câu 380 . Các mức năng lượng của nguyên tử Hidro được tính gần đúng theo công thức: En = 2 13,6 n eV. Có một khối khí hidro đang ở trạng thái cơ bản trong điều kiện áp suất thấp thì được chiếu tới một chùm các photon có mức năng lượng khác nhau. Hỏi trong các photon có năng lượng sau đây photon nào không bị khối khí hấp thụ? A. 10,2eV B. 12,75eV C. 12,09eV D. 11,12eV Câu 381 . Một đám hơi hiđrô đang ở áp suất thấp thì được kích thích bằng cách chiếu vào đám hơi đó một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng = 0,101μm. Biết toàn bộ đám hơi sau khi được kích thích chỉ phát ra được 3 loại bức xạ: 1, 2 = 0,121μm và 3 (1 < 2 < 3). Xác định 3 A. 0,456μm B. 0,656 μm C. 0,055μm D. 0,611μm Câu 382 . Kích thích cho các nguyên tử H chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích sao cho bán kính quỹ đạo tăng 9 lần. Trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô sau đó, tỉ số giữa bước sóng dài nhất và bước sóng ngắn nhất là: A. 325 B. 3237 C. 365 D. 98 Câu 383 . Trong nguyên tử hiđrô các mức năng lượng được mô tả theo công thức E = An2 , trong đó A là hằng số dương. Khi nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì bị kích thích bởi điện trường mạnh và làm cho nguyên tử có thể phát ra tối đa 15 bức xạ. Hỏi trong các bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra trong trường hợp này thì tỉ số về bước sóng giữa bức xạ dài nhất và ngắn nhất là bao nhiêu? A. 79,5 B. 90011 C. 1,29 D. 6 Câu 384 . Năng lượng của nguyên tử hiđrô cho bởi biểu thức En = 2 13,6 n eV (n = 1, 2, 3...). Chiếu vào đám khí hiđrô ở trạng thái cơ bản bức xạ điện từ có tần số f, sau đó đám khí phát ra 6 bức xạ có bước sóng khác nhau. Tần số ƒ là: A. 1,92.1034 Hz B. 3,08.109 MHz C. 3,08.1015 Hz D. 1,92.1028 MHz Câu 385 . Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác địn bằng biểu thức En = 2 13,6 n eV (n = 1, 2, 3...). Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ một photon có năng lượng 2,55 eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra là: A. 9,74.108 m B. 1,46.108 m C. 1,22.108 m D. 4,87.108 m
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN Thí nghiệm Hertz tượng quang điện * Hiện tượng: Gắn kẽm tích điện âm vào tĩnh điện kế, kim tĩnh điện kế lệch góc Sau chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm, quan sát thấy góc lệch kim tĩnh điện kế giảm sau lại tăng (cụp vào xòe ra) Nếu thay kẽm kim loại khác ta thấy tượng tương tự xảy Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngồi) * Giải thích: Khi chiếu ánh sáng tử ngoại vào bề mặt kẽm tích điện âm, electron kẽm hấp thụ lượng photon tử ngoại có động lớn thắng lực liên kết e với nguyên tử kẽm bật ngồi làm cho điện tích âm giảm dần (kim tĩnh điện kế cụp lại) Vẫn tiếp tục chiếu tia tử ngoại vào kẽm đến lượt electron hóa trị nguyên tử kẽm (e lớp cùng) tiếp tục bị bật làm kẽm thiếu e nên bắt đầu tích điện tích dương (kim tĩnh điện kế lại xòe ra) Điện tích dương kẽm tăng đến giá trị xác định khơng tăng thêm điện tích dương đủ lớn để ngăn cản electron không bật thêm (số e bật số e bị hút về, gọi trạng thái cân động) Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắnhơn hay giới hạn quang điện λ0 kim loại đó, gây tượng quang điện ( 0) Giới hạn quang điện (λ0) kim loại đặc trưng riêng kim loại Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết lượng tử lượng Max-plank: Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf; ƒ tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ ra, h số Lượng tử lượng = hƒ (h = 6,625.10-34Js) Nội dung thuyết lượng tử ánh sáng Einstein: a Ánh sáng tạo thành hạt gọi phơtơn b Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng h.f c Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số photon chùm (cường độ sáng lớn số photon nhiều ngược lại) d Phôtôn hạt vật chất đặc biệt, khơng có kích thước, khơng có khối lượng nghỉ (m0 = 0), khơng mang điện tích có lượng (tỷ lệ với tần số = hƒ ) có khối lượng tương đối tính m = /c2 có động lượng p (với p = m.c = h/), tồn chuyển động với vận tốc ánh sáng (khơng có photon đứng n) Electron hấp thụ hay hay xạ photon lần hấp thụ hấp thụ tồn lượng photon (khơng có hấp thụ nửa vời) Nếu khơng bị hấp thụ mơi trường đặc tính photon (năng lượng, vận tốc, tần số) khơng thay đổi tức không phụ thuộc vào khoảng cách mà lan truyền Ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt: Các tượng quang học chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng giao thoa sóng; khúc xạ, nhiễu xạ, phản xạ có nhiều tượng quang học khác chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt tượng quang điện, phát quang, quang dẫn, quang hóa, đâm xuyên Điều cho thấy ánhsáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectrôn liên kết để chúng trở thành êlectrôn dẫn đồng thời giải phóng lỗ trống tự gọi tượng quang điện Hiện tượng quangđiện giải phóng e (giống quang điện ngồi) cần lượng từ ta 0 > λ0 f0 < f0 (λ0 f0 giá trị giới hạn xảy tượng quang điện) Quang điện trở, pin quang điện: Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn (chất bán dẫn, chất khí ) Điện trở thay đổi từ vài mêgaôm (106 ) không chiếu sáng xuống đến vài chục ôm chiếu sáng Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện Pin hoạt động dựa vào tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn II) Công thức vận dụng: Lượng tử ánh sáng: = h.ƒ = h.c * : Lượng tử ánh sáng hay lượng photon (jun) * f: tần số xạ (Hz) * : bước sóng xạ chiếu tới (m) * c = 3.108 m/s: vận tốc ánh sáng chân không * h = 6.625.10-34 (J.s): số Max Planck; 1eV = 1,6.10-19J; 1MeV = 106eV = 1,6.10-13J Hệ thức Einstein: h Vh p c A m v A eU A e hchf.. 0 * A: Cơng electron khỏi bề mặt kim loại * v0max: Vận tốc ban đầu cực đại quang electron electron quang điện có vận tốc v v0max * Uh: Hiệu điện hãm * e: Là điện tích nguyên tố (điện tích electron), e = 1,6.10-19(C); me = 9,1.10-31kg * Vh: Điện hãm cực đại vật cô lập tích điện: * p: Là động lượng hạt photon, p = h/ Giới hạn quang điện: 0 = h.c A Công suất nguồn sáng: P = n. n = P với n: số phôtôn ứng với xạ phát 1s Cường độ dòng điện bão hồ: Ibh = ne.|e| ne = Ibh |e| Với ne: số electron 1s Hiệu suất lượng tử: Pe Ihc Pe Ihf Pe IH n nH e bh bh bh . Hiệu điện hãm: 0max e.U mv h Các lưu ý: * Trong tượng quang điện ta tăng cường độ chùm sáng tới mà không làm thay đổi bước sóng tới số lượng photon tới tăng nên số lượng electron quang điện giải phóng tăng tức cường độ dòng quang điện tăng lượng photon, vận tốc cực đại electron, điện hiệu điện hãm không thay đổi * Giá trị đại số Uh < Trong số toán hay biểu thức người ta lấy Uh > hiểu độ lớn * Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại Vmax, tính ứng với xạ có min (hoặc fmax) * Đối với hợp kim giới hạn quang điện λ0 hợp kim giới hạn quang điện kim loại thành phần có λ0 lớn nhất.(VD.Hợp kim đồng- bạc-kẽm có giới hạn quang điện λ0 = 0,35μm) Bức xạ có bước sóng ngắn tần số lớn mà nguyên tử phát fmax lượngcần thiết để ion hóa nguyên tử là: = hfmax = h.c min Định lý động tượng quang điện – điều kiện để electron không đến Anốt: a Xét vật cô lập điện, có điện cực đại VMax khoảng cách cực đại dMax mà electron chuyển động điện trường cản có cường độ E tính theo cơng thức: max 0max eV m v e E d Max b Động electron trước va đập vào Anot: Wđ = 2 eemv = Uh U AK e đ AK hãm đ AK đ AK W U U W U W U 0 Với UAK - |Uhãm| điều kiện để electron không đến anốt 10 Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích q có khối lượng mq chuyển động từ trường B là: ƒ = |q|.B.v.sin Trong góc tạo v B Chuyển động q B chuyển động tròn xốy đềucó bán kính R với florenxơ lực hướng tâm florenxo = |q|.B.v.sin = R m vq q R= sin qvB m vq q Thường ta xét e chuyển động từ trường với v B sin = R = e v B m ve e ; ƒ lorenxo = |e|.B.v 11 Bảng giới hạn quang điện số kim loại Chất 0 (μm) Chất 0 (μm) Bạc 0,26 Canxi 0,75 Đồng 0,30 Natri 0,5 Kẽm 0,35 Kali 0,55 Nhôm 0,36 Xesi 0,66 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 211 Hiện tượng sau tượng quang điện? A Êlectron bứt khỏi kim loại bị nung nóng B Êlectron bật khỏi kim loại có ion đập vào C Êlectron bị bật khỏi kim loại kim loại có điện lớn D Êlectron bật khỏi mặt kim loại chiếu tia tử ngoại vào kim loại Câu 212 Biết giới hạn quang điện Natri 0,45μm Chiếu chùm tia tử ngoại vào Na tích điện âm đặt chân khơng thì: A Điện tích âm Na B Tấm Na trung hồ điện C Điện tích Na khơng đổi D Tấm Na tích điện dương A Sự tạo thành hiệu điện điện hoá hai điện cực B Sự tạo thành hiệu điện hai đầu nóng lạnh khác dây kim loại C Hiện tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chắn D Sự tạo thành hiệu điện tiếp xúc hai kim loại Câu 256 Quang trở có tính chất sau đây? A Điện trở tăng chiếu quang trở ánh sáng có bước sóng ngắn giới hạn quang dẫn quang trở B Điện trở tăng chiếu quang trở ánh sáng có bước sóng lớn giới hạn quang dẫn quang trở C Điện trở giảm chiếu quang trở ánh sáng có bước sóng ngắn giới hạn quang dẫn quang trở D Điện trở giảm chiếu quang trở ánh sáng có bước sóng lớn giới hạn quang dẫn quang trở Câu 257 Trong yếu tố sau đây: I Khả đâm xuyên; II Tác dụng phát quang III Giao thoa ánh sáng IV Tán sắc ánh sáng V Tác dụng ion hố Những yếu tố biểu tính chất hạt ánh sáng là: A I, II, IV B II, IV, V C I, III, V D I, II, V Câu 258 Trong công thức nêu đây, công thức công thức Anhxtanh? A 2 mv0max hf A B 2 mv0max hf A C 2 mv hf A D 2 mv hf A Câu 259 Khi chiếu hai xạ có tần số f1, f2 (với f1 < f2) vào cầu kim loại đặt lập xảy tượng quang điện với điện cực đại cầu V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ vào cầu điện cực đại là: A (V1 + V2) B |V1 – V2| C V2 D V1 Câu 260 Một hợp kim gồm có kim loại, kim loại có giới hạn quang điện λ01, λ02, λ03 với λ01 > λ02 > λ03 Hỏi giới hạn quang điện hợp kim thỏa biểu thức nào? A λ01 B λ03 C λ02 D (λ01 + λ02 + λ03):3 Câu 261 Kim loại dùng làm âm cực có giới hạn quang điện 0 = 0,3μm Tìm cơng kim loại đó: A 0,6625.10-19 (J) B 6,625.10-49 (J) C 6,625.10-19 (J) D 0,6625.10-49 (J) Câu 262 Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, chiếu vào catôt chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 3.10-7m, hiệu điện hãm có độ lớn 1,2V Suy cơng kim loại làm catơt tế bào là: A 8,545.10-19 J B 4,705.10-19 J C 2,3525.10-19J D 9,41.10-19J Câu 263 Phơtơn có bước sóng chân khơng 0,5μm có lượng là: A 2,5.1024 J B 3,975.10-19 J C 3,975.10-25 J D 4,42.10-26 J Câu 264 Cơng êlectron khỏi kim loại A = 3,3.10-19J Giới hạn quang điện kim loại bao nhiêu? A 0,6 μm B μm C 60 μm D 600 μm Câu 265 Lần lượt chiếu vào kim loại có cơng 2eV ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,5μm 2 = 0,55μm Ánh sáng đơn sắc làm êlectron kim loại bứt ngoài? A 2 B 1 C Cả 1 2 D Không có ánh sáng kể làm êlectron bứt ngồi Câu 266 Cơng kim loại Cs 1,88eV Bước sóng dài ánh sáng bứt điện tử khỏi bề mặt kim loại Cs là: A 1,057.10-25m B 2,114.10-25m C 3,008.10-19m D 6,6.10-7 m Câu 267 Chiếu xạ có bước sóng = 0,18μm vào âm cực tế bào quang điện Biết giới hạn quang điện kim loại 0,36μm Tính cơng electron Cho h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m/s: A 5,52.10-19 (J) B 55,2.10-19 (J) C 0,552.10-19 (J) D 552.10-19 (J) Câu 268 Bức xạ có bước sóng ngắn mà nguyên tử hidro phát tia tử ngoại có bước sóng 0,0913μm Hãy tính lượng cần thiết để ion hóa nguyên tử hidro: A 2,8.10-20 J B 13,6.10-19 J C 6,625.10-34 J D 2,18.10-18 J Câu 269 Chiếu xạ có bước sóng = 0,33μm vào catơt tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0 = 0,66μm Tính động ban đầu cực đại êlectron bứt khỏi catôt Cho h = 6,6.10-34J.s; c = 3.108m/s A 6.10-19 J B 6.10-20J C 3.10-19J D 3.10-20J Câu 270 Catod tế bào quang điện có cơng A = 3,5eV Tìm vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện bật khỏi catod chiếu sáng xạ có bước sóng = 0,25μm A 0,718.105m/s B 7,18.105m/s C 71,8.105m/s D 718.105m/s Câu 271 Catod tế bào quang điện có cơng A = 3,5eV Tính giới hạn quang điện kim loại dùng làm catod A 355μm B 35,5μm C 3,55μm D 0,355μm Câu 272 Một nguồn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,45μm chiếu vào bề mặt kim loại Cơng kim loại làm catod A = 2,25eV.Tính giới hạn quang điện kim loại A 0,558.10-6m B 5,58.10-6μm C 0,552.10-6m D 0,552.10-6μm Câu 273 Một nguồn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,45μm chiếu vào bề mặt kim loại Cơng kim loại làm catod A = 2,25eV Tính vận tốc cực đại electron quang điện bị bật khỏi bề mặt kim loại A 0,421.105 m/s B 4,21.105 m/s C 42,1.105 m/s D 421.105 m/s Câu 274 Chiếu xạ có bước sóng = 0,18μm vào âm cực tế bào quang điện Kim loại dùng làm âm cực có giới hạn quang điện 0 = 0,3μm Tìm vận tốc ban đầu cực đại quang electron: A 0,0985.105m/s B 0,985.105m/s C 9,85.105m/s D 98,5.105m/s Câu 275 Catôt tế bào quang điện có cơng A = 2,9.10-19J Chiếu vào catôt tế bào quang điện chùm ánh sáng có bước sóng = 0,4μm Tìm vận tốc cực đại quang êlectron khỏi catơt A 403,304 m/s B 3,32.105m/s C 674,3 km/s D 67,43 km/s Câu 276 Giới hạn quang điện kẽm 0,36μm, cơng kẽm lớn natri 1,4 lần Tìm giới hạn quang điện natri: A 0,504m B 0,504mm C 0,504μm D 5,04μm Câu 277 Trong chân không photon ánh sáng đơn sắc có lượng , ánh sáng truyền mơi trường có chiết suất n lượng photon sẽ: A Tăng n lần B Giảm n lần C Không đổi D Giảm phần Câu 278 Khi truyền chân khơng, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720nm, ánh sáng tím có bước sóng λ2 = 400nm Cho ánh sáng truyền mơi trường suốt chuyết suất tuyệt đối mơi trường hai ánh sáng n1 = 1,33 n2 = 1,34 Khi truyền môi trường suốt trên, tỉ số lượng phơtơn có bước sóng λ1 so với lượng phơtơn bước sóng λ2 bằng: A 133/134 B 134/133 C 5/9 D 9/5 Câu 279 Nếu mơi trường, ta biết bước sóng lượng tử lượng ánh sáng (phôton) hƒ , chiết suất tuyệt đối mơi trường băng bao nhiêu? A c f B hf c C c f D f c Câu 280 Lần lượt chiếu vào bề mặt kim loại hai xạ đơn sắc có bước sóng 1,5 động ban đầu cực đại êlectron quang điện lần Bước sóng giới hạn kim loại là: A 0 = 1,5 B 0 = 2 C 0 = 3 D 0 = 2,5 Câu 281 Lần lượt chiếu vào catôt tế bào quang điện hai xạ đơn sắc ƒ 1,5ƒ động ban đầu cực đại êlectron quang điện lần Bước sóng giới hạn kim loại dùng làm catơt có giá trị A 0 = c f B 0 = 4c 3f C 0 = 3c 4f D 0 = 3c 2f Câu 282 Lần lượt chiếu vào catốt tế bào quang điện xạ điện từ gồm xạ có bước sóng 1 = 0,54μm xạ có bước sóng 2 = 0,35μm vận tốc ban đầu cực đại êlectrôn quang điện bứt từ catốt v1 v2 với v2 = 2v1 Cơng kim loại làm catod là: A 5eV B 1,88eV C 10eV D 1,6eV Câu 283 Lần lượt chiếu vào catốt tế bào quang điện xạ điện từ gồm xạ có bước sóng 1 = 0,26μm xạ có bước sóng 2 = 1,21 vận tốc ban đầu cực đại êlectrôn quang điện bứt từ catốt v1 v2 với v2 = v1 Giới hạn quang điện 0 kim loại làm catốt là: A 1,00 μm B 1,45 μm C 0,42 μm D 0,90 μm Câu 284 Một kim loại có giới hạn quang điện 0,6 μm chiếu ánh sáng có bước sóng 0,3 μm quang êlectron có vận tốc ban đầu cực đại V m/s Để quang êlectron có vận tốc ban đầu cực đại 2V m/s phải chiếu ánh sáng có bước sóng bằng: A 0,28 μm B 0,24 μm C 0,21 μm D 0,12 μm Câu 285 Lần lượt chiếu vào bề mặt kim loại xạ điện từ có bước sóng λ1 = λ0/3 λ2 = λ0/9; λ0 giới hạn quang điện kim loại làm catốt Tỷ số điện hãm tương ứng với bước sóng 1 2 là: A v1 v2= B v1 v2= C v1 v2= D v1 v2= Câu 286 Chiếu hai xạ điện từ có bước sóng 1 2 với 2 = 21 vào kim loại tỉ số động ban đầu cực đại quang electron bứt khỏi kim loại Giới hạn quang điện kim loại 0 Tỉ số 0/1 bằng: A 8/7 B C 16/9 D 16/7 Câu 287 Chiếu vào vào cầu kim loại xạ có bước sóng đo hiệu điện cực đại cầu 12V Tính vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A 1,03.105 m/s B 2,89.105 m/s C 4,12.106 m/s D 2,05.106 m/s Câu 288 Chiếu vào vào cầu kim loại xạ có bước sóng = 0,50 đo hiệu điện cực đại cầu 2,48V Tính bước sóng chiếu tới A 250nm B 500nm C 750nm D 400nm Câu 289 Chiếu xạ có bước sóng = 0,18μm vào cầu kim loại có giới hạn quang điện 0 = 0,3μm đặt xa vật khác Quả cầu tích điện đến điện cực đại bao nhiêu? A 2,76 V B 0,276 V C – 2,76 V D – 0,276 V Câu 290 Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 1 = 0,2 μm 2 = 0,2 μm vào cầu kim loại có giới hạn quang điện 0 = 0,275μm đặt xa vật khác Quả cầu tích đến hiệu điện bao nhiêu? A 2,76 V B 1,7 V C 2,05 V D 2,4 V Câu 291 Một điện cực phẳng M kim loại có giới hạn quang điện 0, rọi xạ có bước sóng electron vừa bứt khỏi M có vận tốc v = 6,28.107 m/s Điện cực M nối đất thông qua điện trở R = 1,2.106 Cường độ dòng điện qua điện trở R là: A 1,02.10-4 A B 2,02.10-4 A C 1,20.10-4 A D 9,35.10-3 A Câu 292 Cơng electron đồng 4,47eV Khi chiếu xạ điện từ có bước sóng = 0,14μm vào cầu đồng đặt xa vật khác cầu tích điện đến điện cực đại Khi vận tốc cực đại quang electron bao nhiêu? A 1,24.106m/s B 12,4.106 m/s C 0,142.106 m/s D 1,42.106 m/s Câu 293 Chiếu xạ có tần số f1 vào cầu kim loại đặt lập xảy tượng quang điện với điện cực đại cầu V1 động ban đầu cực đại êlectron quang điện nửa cơng kim loại Chiếu tiếp xạ có tần số f2 =f1 + ƒ vào cầu kim loại điện cực đại cầu 5V1 Hỏi chiếu riêng xạ có tần số ƒ vào cầu kim loại (đang trung hòa điện) điện cực đại cầu là: A 4V1 B 2,5V1 C 3V1 D 2V1 Câu 294 Chiếu xạ điện từ có tần số f1 vào kim loại làm bắn electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại v1 Nếu chiếu vào kim loại xạ điện từ có tần số f2 vận tốc electron ban đầu cực đại v2 = 2v1 Cơng A kim loại tính theo f1 f2 theo biểu thức là: A 312 ff h B 3( ) 12 ff h C (4 ) h f f D 3(4 ) 12 ff h Câu 295 Một cầu kim loại cô lập, sau chiếu liên tục nguồn sáng đơn sắc có cơng suất P bước sóng sau thời gian t(s) cầu đạt điện cực đại có điện tích Q(C) Gọi e điện tích nguyên tố, h số Maxplank, c tốc độ ánh sáng chân không Hãy tính hiệu suất lượng tử H q trình A .100% Qhc PeH B .100% .Qhc PteH C .100% Pte QhcH D .100% .Pthce Q H Câu 296 Kim loại làm catơt tế bào quang điện có giới hạn quang điện λ0 Lần lượt chiếu vào tế bào quang điện xạ có bước sóng λ1 λ2 vận tốc ban đầu cực đại electron bắn khác 2,5 lần Giới hạn quang điện λ0 kim loại là: A 12 12 6,25 5,25 B 12 12 5,25 6,25 C 12 12 625 25 D 12 12 12,5 5 Câu 297 Khi chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,4 μm vào bề mặt kim loại động đầu cực đại êlectron bật 9,9375.10-20 J Khi chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng λ2 động đầu cực đại êlectron bật 26,5.10-20 J Hỏi chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng λ3 = (λ1 + λ2)/2 động đầu cực đại êlectron bật bao nhiêu? A 16,5625.10-20 J B 17,0357.10-20 J C 18,2188.10-20 J D 20,19.10-20 J Câu 298 Một điện cực phẳng M kim loại có giới hạn quang điện 0 rọi xạ có bước sóng êlectrơn vừa bứt khỏi M có vận tốc v = 6,28.107m/s, gặp điện trường cản có E = 750V/m Hỏi êlectrơn rời xa M khoảng tối đa bao nhiêu? A d = 1,5mm B d = 1,5 cm C d = 1,5 m D d = 15m Câu 299 Khi chiếu xạ điện từ vào bề mặt catod tế bào quang điện, tạo dòng quang điện bão hồ Người ta làm triệt tiêu dòng điện hiệu điện hãm có giá trị 1,3V Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho vào từ trường có B = 6.10-5T Tính lực tác dụng lên electron: A 6,528,10-17N B 6,528,10-18N C 5,628,10-17N D 5,628,10-18N Câu 300 Chiếu xạ có bước sóng vào bề mặt kim loại có cơng êlectron A = 2eV Hứng chùm êlectron quang điện bứt cho bay vào từ trường B với B = 10-4T, theo phương vng góc với đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại quỹ đạo êlectron quang điện 23,32mm Bước sóng xạ chiếu bao nhiêu? A 0,75μm B 0,6μm C 0,5μm D 0,46μm Câu 301 Chiếu xạ có bước sóng = 0,533μm lên kim loại có cơng A = 3.10-19J Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho chúng bay vào từ trường theo hướng vng góc với đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại qũy đạo electron R = 22,75mm Bỏ qua tương tác electron Tìm độ lớn cảm ứng từ B từ trường? A B = 2.10-4 (T) B B = 2.10-5 (T) C B = 10-4 (T) D B = 10-3 (T) ... gọi tượng quang điện Hiện tượng quang iện giải phóng e (giống quang điện ngồi) cần lượng từ ta 0 > λ0 f0 < f0 (λ0 f0 giá trị giới hạn xảy tượng quang điện) Quang điện trở, pin quang điện: Quang. .. tượng quang dẫn tượng quang điện D Hiện tượng quang điện tượng quang dẫn có chất Câu 252 Pin quang điện nguồn điện, đó: A Hóa biến đổi thành điện B Quang biến đổi thành điện C Cơ biến đổi thành điện. .. sau sai nói tượng quang dẫn? A Hiện tượng quang dẫn tượng điện trở chất bán dẫn giảm mạnh chiếu sáng thích hợp B Hiện tượng quang dẫn gọi tượng quang điện bên C Giới hạn quang điện bên bước sóng