23 LUONG TU ANH SANG

Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Chủ đề 19 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN A TĨM TẮT LÍ THUT I− HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI THUYẾT PHƠTƠN Hiện tượng quang điện a Thí nghiệm Héc tượng quang điện (1887) Gắn kẽm tích điện âm vào cần tĩnh điện kế, kim điện kế lệch góc Chiếu chùm ánh sáng hồ quang vào kẽm góc lệch kim điện kế giảm Thay kẽm kim loại khác, ta thấy tượng tương tự Kết luận: Ánh sáng hồ quang làm bật êlectron khỏi mặt kẽm b Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng (hoặc xạ điện từ) làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngoài) Định luật giới hạn quang điện Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào làm loại có bước sóng nhỏ bước sóng λ0 λ0 gọi giới hạn quang điện làm loại đó: λ ≤ λ0 (2) Trừ kim loại kiềm vài kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện miền ánh sáng nhìn thấy, kim loại thường dùng khác có giới hạn quang điện miền từ ngoại Thuyết sóng điện từ ánh sáng khơng giải thích mà giải thích thuyết lượng tử Thuyết lượng tử ánh sáng a Giả thuyết Plăng Lượng lượng mà nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf; f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số Lượng tử lượng: ε = hf, h gọi số Plăng: h = 6,625.10−34J.s b Thuyết lượng tử ánh sáng + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phơtơn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf + Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n c Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Anh−xtanh cho rằng, tượng quang điện xảy êlectron kim loại hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích Phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Năng lượng ε dùng để − Cung cấp cho êlectron cơng A, gọi cơng thốt, để êlectron thẳng lực liên kết với mạng tinh thể thoát khỏi bề mặt kim loại; − Truyền cho êlectron động ban đầu; − Truyền phần lượng cho mạng tinh thể Nếu êlectron nằm lớp bề mặt kim loại mà khơng lượng truyền cho mạng tinh thể Động ban đầu êlectron có giá trị cực đại mv02 max W0d = Áp dụng định luật hảo toàn lượng, ta có: W0d = ε ≥ A hay h mv02 max c hc ≥A⇒λ≤ λ A * Để hiên tương quang điện xảy ra: hc λ0 = ⇒ λ ≤ λ0 A Đặt Lưỡng tính sóng − hạt ánh sáng * Có nhiều tượng quang học chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng (như giao thoa, nhiễu xạ ); lại có nhiều tượng quang học khác chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Điều chứng tỏ: Ánh sáng có lưỡng tính sóng − hạt * Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rõ hai tính chất Khi tính chất sóng thể rõ, tính chất hạt lại mờ nhạt, ngược lại Sóng điện từ có bước sóng ngắn, phơtơn ứng với có lượng lớn tính chất hạt thể rõ, tượng quang điện, khả đâm xuyên, tác dụng phát quang , cịn tính chất sóng mờ nhạt Trái lại, sóng điện từ có bước sóng dài, phơtơn ứng với có lượng nhỏ, tính chất sóng lại thể rõ (ở tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, ), cịn tính chất hạt mờ nhạt Lưu ý: + Dù tính chất ánh sáng thể ánh sáng có chất sóng điện từ + Lưỡng tính sóng − hạt phát ánh sáng, sau lại phát hạt vi mơ, êlectron, prơtơn, Có thể nói: lưỡng tính sóng − hạt tính chất tổng quát vật Tuy nhiên, với vật có kích thước thơng thường, phép tính cho thấy sóng tương ứng với chúng có bước sóng q nhỏ, nên tính chất sóng chúng khó phát II− HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn tượng quang điện a Chất quang dẫn Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khơng bị chiếu sáng trở thành dẫn điện bị chiếu sáng b Hiện tượng quang điện Giải thích tượng quang dẫn: Khi không bị chiếu sáng, electron chất quang dẫn liên kết với nút mạng tinh thể khơng có electron tự Khi bị chiếu sáng, phô tôn ánh sáng kích thích truyền tồn lượng cho electron liên kết làm cho electron giải phóng khỏi liên kết trở thành electron tự đồng thời để lại lỗ trống Cả electron lỗ trống tham gia vào q trình dẫn điện nên chất nói trở nên dẫn điện tốt Hiện tượng ánh sáng (hoặc xạ điện từ) giải phóng êlectron liên kết để chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời giải phóng lỗ trống tự gọi tượng quang điện Quang điện trở Người ta phủ len đế cách điện (1) (bằng thủy tinh hay chất dẻo) lớp bán dẫn mỏng (2), b dy chng 20 ữ 30 àm (nh chỡ sunfua hay cađimi sunfua) Từ hai đầu lóp bán dẫn, người ta làm điện cực (3) kim loại dẫn dây dẫn (4) ; mạch nối với điện kế (5), điện trở tải R nguồn điện (6) Khi cường độ ánh sáng chiếu vào quang điện trở thay đổi, cườg độ dòng điện mạch thay đổi hiệu điện hai đầu điện trở tải B thay đổi, phù hợp với biến thiên cường độ ánh sáng Là điện trở làm chất quang dẫn Cấu tạo: sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện Điện trở thay đổi từ vài MΩ → vài chục Ω Pin quang điện a Khái niệm: Là pin chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện + Hiệu suất 10% b Cấu tạo: Pin có bán dẫn loại n, bên có phủ lớp mỏng bán dẫn loại p, lóp kim loại mỏng Dưới đế kim loại Các kim loại đóng vai trị điện cực trơ Giữa p n hình thành lớp tiếp xúc p − n Lớp ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p lỗ trống khuyếch tán từ p sang n → gọi lớp chặn λ ≤ λ0 Khi chiếu ánh sáng có gây tượng quang điện Êlectron qua lớp chặn xuống bán dẫn n, lỗ trống bị giữ lại → Điện cực kim loại mỏng hên nhiễm điện (+) → điện cực (+), đế kim loại nhiễm điện (−) → điện cực (−) Suất điện động pin quang điện từ 0,5 V → 0,8 V c Ứng dụng Pin quang điện trở thành nguồn cung cấp điện cho vùng sâu, vùng xa nước ta, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ, máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi, B PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Bài toán liên quan đến vận dụng định luật quang điện Bài toán liên quan đến electron quang điện chuyển động điện từ trường Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VẬN DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN Sự truyền phôtôn hc ε = hf = λ Năng lượng phôtôn: Gọi N số phôtôn chiếu vào hay phát giây cơng suất chùm sáng: P P Pλ P = Nε ⇒ N = = = ε hf hc Ví dụ 1: Công suất nguồn sáng P = 2,5 W Biết nguồn phát ánh sáng đơn sắc đơn sắc có bước sóng λ = 0,3 µm Cho số Plăng 6,625.10 −34 Js tốc độ ánh sáng chân không 3.108 m/s Số phôtôn phát từ nguồn sáng phút A 2,26.1020 B 5,8.1018 C 3,8.1019 D 3,8.1018 Hướng dẫn P P Pλ 2,5.0,3.10 −6 N= = = = ≈ 3,37.108 −26 ε hf hc 19,875.10 Số phôtôn phát từ nguồn sáng giây: 18 20 Số phôtôn phát từ nguồn sáng phút: 60.N = 60.3, 77.10 ≈ 2, 26.10 ⇒ Chọn A hc ε= λ với λ bước sóng ánh sáng đơn sắc chân khơng Chú ý: Trong cơng thức Nếu cho bước sóng truyền mơi trường có chiết suất n λ’ λ = nλ ' ε= hc hc = λ λ' Ví dụ 2: Một xạ hồng ngoại truyền mơi trường có chiết suất 1,4 có bước sóng µm xạ tử ngoại truyền mơi trường có chiết suất 1,5 có bước sóng 0,14 µm Tỉ số lượng ton ton A 24 lần B 50 lần C 20 lần D 230 lần Hướng dẫn hc hc ε λ n λ '2 n1λ1' 3.1, = = = = = 20 ⇒ ' hc ε1 hc n λ 0,14.1,5 λ1 n λ1' Chọn A Ví dụ 3: (CĐ−2008) Trong chân khơng, ánh sáng đỏ có bước sóng 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng 400 nm Cho hai ánh sáng truyền môi trường suốt chiết suất tuyệt đối mơi trường hai ánh sáng 1,33 1,34 Tỉ số lượng photon đỏ lượng photon tím mơi trường A 133/134 B 5/9 C 9/5 D 2/3 Hướng dẫn ε2 hc λ1 400 = = = = ⇒ ε1 λ ' ε λ d 720 Chọn B Ví dụ 4: Nếu môi trường ta biết bước sóng lượng tử λ lượng e, chiết suất tuyệt đối mơi trường bao nhiêu? (Biết h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân không) hc hε hε hε n= n= n= n= λε λ c λ c A B C D Hướng dẫn Bước sóng truyền mơi trường có chiết suất n λ bước sóng chân khơng hc hc hc ε= = ⇒n= ⇒ λ nλ ελ λ = nλ nên Chọn A Ví dụ 5: (ĐH−2012) Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 µm với cơng suất 0,8W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 µm với cơng suất 0,6 W Tỉ số số phôtôn laze B số phôtôn laze A phát giây A B 20/9 C D 3/4 Hướng dẫn hc NB P λB N P λ hc P = Nε = N ⇒ B = ⇒ B = B B =1⇒ λ PA N hc N A PA λ A A λA Chọn A Ví dụ 6: (ĐH−2012) Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai? A Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng B Phôtôn ánh sáng đơn sắc khác mang lượng khác C Năng lượng phôtôn không đổi truyền chân không D Phôtôn tồn trạng thái đứng yên trạng thái chuyển động Hướng dẫn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phơtơn đứng n ⇒ Chọn D Chú ý: Nếu nguồn sáng phát từ O với công suất P (số phô tôn phát giây N = P/ε) phân bố theo hướng số phơtơn đập vào diện tích S đặt cách O khoảng R N P Pλ n= S= S= S 2 4πR ε 4πR hc 4πR Nếu S có dạng hình trịn bán 2 kính r đường kính d S = πr = πd / Pλ πd n= hc 4πR Do đó: Ví dụ 7: Một nguồn sáng có cơng suất 3,58 W, phát ánh sáng tỏa theo hướng mà phổ tơn có lượng 3,975.10−19 J Một người quan sát đứng cách nguồn sáng 300 km Bỏ qua hấp thụ ánh sáng khí Tính số phơtơn lọt vào mắt người quan sát giây Coi bán kính mm A 70 B 80 C 90 D 100 Hướng dẫn N P 3,58 n= S = πr = π.4.10−6 ≈ 100 ⇒ 4πR ε 4πR 3,975.10 −19.4 π.300000 Chọn D Ví dụ 8: Một nguồn sáng có cơng suất 2,4 W, phát ánh sáng có bước sóng 0,6 µm tỏa theo hướng Hãy xác định khoảng cách xa người cịn trơng thấy nguồn sáng Biết mắt cảm nhận ánh sáng có 100 phơtơn lọt vào mắt giây Cho số Plăng 6,625.10 −34 Js tốc độ ánh sáng chân không 3.10 m/s Coi đường kính vào khoảng mm Bỏ qua hấp thụ ánh sáng khí A 470 km B 274 km C 220 m D.269km Hướng dẫn Pλ 4πR pd 2, 4.0, 6.10 −6 π.0,04 n= ⇒ 100 = hc 4πR 19,875.10 −26 Á dụng: ⇒ R ≈ 269 ( km ) ⇒ Chọn D Chú ý: Cường độ sáng (I − đơn vị W/m ) lượng ánh sáng truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền: A ( J) P I= = ⇔ P = IS ⇔ Nε = IS S( m ) t ( s) S Ví dụ 9: Ánh sáng đơn sắc với bước sóng 0,39.10 −6 m chiếu vng góc vào diện tích cm Cho số Plăng 6,625.10−34 Js tốc độ ánh sáng chân không 3.10 m/s Nếu cường độ ánh sáng 0,15 (W/m2) số photon đập lên diện tích đơn vị thời gian A 5.8.1013 B 1,888.1014 C 3.118.1014 D 1.177.1014 Hướng dẫn −4 hc ISλ 0,15.4.10 , 0,39.10 −6 IS = P = N ⇒ N = = ≈ 1,177.1014 ⇒ λ hc 19,875.10−26 Chọn D Ví dụ 10: Có hai tia sáng đơn sắc khác (1) (2) chiếu tới thấu kính lồi (làm thuỷ tinh) theo phương song song với trục (hình vẽ) Phát biểu sau xác: A Chiết suất thuỷ tinh ánh sáng ứng với tia sáng (1) lớn chiết suất thuỷ tinh ánh sáng ứng với tia sáng (2) B Năng lượng photon ứng với tia sáng (1) nhỏ lượng photon ứng với tia sáng (2) C Tiêu điểm chung thấu kính cho hai tia sáng A D Ánh sáng ứng với tia sáng (1) có bước sóng ngắn ánh sáng ứng với tia sáng (2) Hướng dẫn Tia hội tụ điểm xa thấu kính nên chiết suất bé hơn, tức bước sóng lớn Do đó, lượng phôtôn nhỏ ⇒ Chọn B Điều kiện để xảy tượng quang điện λ ≤ λ ⇔ ε ≥ A Để xảy tượng quang điện thì: hc  ε = hf = λ hc = 19,875.10 −26 ( Js )  hc λ =  A Ví dụ 1: Cơng êlectrơn (êlectron) khỏi kim loại A = 1,88 eV Biết số Plăng h = 6,625.10−34 J.s, vận tốc ánh sáng chân không c = 3.10 8m/s eV = 1,6.10 −19 J Giới hạn quang điện kim loại A 0,33 µm B 0,22 µm C 0,66 10−19 µm D 0,66 µm Hướng dẫn hc 19,875.10−26 λ0 = = = 0, 66.10−6 ( m ) ⇒ −19 A 1,88.1, 6.10 Cách 1: Chọn D λ0 = Cách 2: hc 6, 625.10 −34.l3.108 1, 242.10−6 1, 242 = = = ( µm ) −19 A A ( eV ) A ( eV ) A ( eV ) 1, 6.10 1, 242 = 0, 66 ( µm ) 1,88 Ví dụ 2: Cơng kim loại 4,5 eV Trong xạ λ = 0,180 µm; λ2 = 0,440 µm.; λ3 = 0,280 µm; λ4 = 0,210 µm.; λ5 = 0,320 µm., xạ gây tượng quang điện chiếu vào bề mặt kim loại trên? Cho số Plăng 6,625.10 −34 Js, tốc độ ánh sáng chân không 3.108 m/s leV = 1,6.10−19 J A λ1, λ4 λ3 B λ1 λ4, C λ2, λ5 λ3 D Khơng có xạ Hướng dẫn −26 hc 19,975.10 λ0 = = ≈ 0, 276.10−6 ( m ) ⇒ λ1 ≤ λ ≤ λ ⇒ A 4,5.1,6.10 −19 Chọn B ⇒ λ0 = Ví dụ 3: (ĐH−2012) Biết cơng electron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89 eV; 2,26 eV; 4,78 eV 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 µm vào bề mặt kim loại Hiện tượng quang điện không xảy với kim loại sau đây? A Kali đồng B Canxi bạc C Bạc đồng D Kali canxi Hướng dẫn hc 19,875.10 −26 1eV ε= = x ≈ 3, 76 ( eV ) > A Ca > A K −6 λ 0,33.10 1, 6.10 −19 : Gây tượng quang điện cho Ca, K không gây tượng quang điện cho Bạc Đồng ⇒ Chọn C Ví dụ 4: Trong thí nghiệm Hécxơ, chiếu ánh sáng hồng ngoại vào kẽm tích điện âm A điện tích âm kẽm B kẽm trung hịa điện C điện tích kẽm khơng thay đổi D kẽm tích điện dương Hướng dẫn Các kim loại thơng thường có giới hạn quang điện nằm vùng tử ngoại (trừ kim loại kiềm vài kiềm thổ nằm vùng nhìn thấy) Tia hồng ngoại khơng gây tượng quang điện ngồi nên điện tích kẽm khơng thay đổi ⇒ ChọnC Ví dụ 5: Khi chiếu chùm tia tử ngoại liên tục vào kẽm tích điện âm thấy kẽm: A dần electron trở thành mang điện dương B dần điện tích âm trở nên trung hịa điện C dần điện tích dương D tích điện âm Hướng dẫn Tia tử ngoại làm bứt electron khỏi kẽm làm cho kẽm dần điện tích âm đến kẽm trung hòa điện chưa dừng lại, electron tiếp tục bị bứt làm cho tích điện dương ⇒ Chọn A Cơng thức Anhxtanh mv02 max W = 0d ε = A + W0d * Công thức Anhxtanh: với I =ne Cường độ dịng quang điện bão hồ: bh (n so electron bị bứt giây) * Vì chương trình khơng học cơng thức Anhxtanh nên muốn đề dạng tốn phải kèm theo giả thiết “năng lượng phơ tơn = cơng + động ban đầu cực đại electron” hay “động ban đầu cực đại electron = lượng phơ tơn − cơng thốt” Ví dụ 1: (CĐ − 2013) Chiếu xạ có tần số f vào kim loại có cơng A gây tượng quang điện Giả sử electron hấp thụ phôtôn sử dụng phần lượng làm cơng thốt, phần cịn lại biến thành động K Nếu tần số xạ chiếu tới 2f động electron quang điện A 2K − A B K − A C K + A D 2K + A Hướng dẫn hf = A + K ⇒ K ' = 2hf − A = ( A + K ) − A = 2K + A ⇒  2hf = A + K ' Chọn D Ví dụ 2: Chiếu chùm photon có lượng 5,678.10 −19 (J) vào kim loại có cơng 3,975.10−19 (J) động ban đầu cực đại electron quang điện A 1,703 10−19 J B 17,00 10−19 J C 0,76 10−19 J D 70,03 10−19 J Hướng dẫn W0d = ε − A = 5, 678.10−9 − 3,975.10−19 = 1, 703.10−19 ( J ) ⇒ Chọn A Ví dụ 3: Chiếu chùm photon có lượng 9,9375.10 −19 (J) vào kim loại có cơng 8,24.10−19 (J) Biết động cực đại electron hiệu lượng phơtơn cơng thốt, khối lượng êlectron 9,1.10−31 kg Tốc độ cực đại electron vừa bứt khỏi bề mặt A 0,4.106 (m/s) B 0,8.106 (m/s) C 0,6.106 (m/s) D 0,9.106 (m/s) Hướng dẫn mv0 max ε =A+ ⇒ v0 max ( ε − A ) ≈ 0, 6.106 ( m / s ) ⇒ m Chọn C Ví dụ 4: (ĐH−2012) Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 0,542 µm 0,243 µm vào catơt tế bào quang điện Kim loại làm catơt có giói hạn quang điện 0,500 µm Biết khối lượng êlectron me = 9,1.10−31 kg Vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện A 9,61.105 m/s B 9,24.105 m/s C 2,29.106 m/s D l,34.106m/s Hướng dẫn hc hc mv02 max  hc hc  15 = + ⇒ v0 max =  − ÷ ≈ 9,61.10 ( m / s ) ⇒ λ λ0 m  λ λ0  Chọn A Ví dụ 5: Cho số Plăng 6,625.10−34 Js tốc độ ánh sáng chân không 3.10 34m/s Chiếu vào kim loại có cơng electron 1,88 eV, ánh sáng bước sóng 0,489 µm Cho lượng mà quang electron hấp thụ phần dùng để giải phóng nó, phần cịn lại hồn tồn biến thành động Động A 3,927.10−19 (J) B 1,056 10−19 (J) −19 C 2,715 10 (J) D 1,128 10−19 (J) Hướng dẫn −34 hc 6,625.10 3.10 Wo max = −A = − 1,88.1, 6.10 −19 = 1, 056.10−19 ( J ) ⇒ λ 0, 489.10−6 Chọn B Chú ý: Dựa vào cơng thức Anhxtanh xây dựng thí nghiệm để xác định lại  mv12 hc = A+ = A + eU h1 ε1 = hf1 = λ1   ε = hf = hc = A + mv = A + eU h2  λ2 số me, h, c, A, λ0, e, Uh  Ví dụ 6: (ĐH−2007) Lần lượt chiếu vào catốt tế bào quang điện xạ điện từ gồm xạ có bước sóng λ1 = 0,26 µm xạ có bước sóng λ2 = 1,2λ1 tốc độ ban đầu cực đại êlectrôn quang điện bứt từ catốt v v2 với v2 = 0,75v1 Giói hạn quang điện λ0 kim loại làm catốt A 1,00 pm B 1,45 fim C 0,42 pm D 0,90 pm Hướng dẫn  hc hc mv12  hc hc mv1 = + 0, 75 = 0, 75 + 0, 75   λ1 λ0  λ1 λ  ⇒   2  hc = hc + vm  hc = hc + 0, 75 mv1 λ 1, 2λ λ0  λ0  13hc hc ⇒ = 0, 4375 ⇒ λ = 0, 42 ( um ) ⇒ 48λ1 λ0 Chọn C Tế bào quang điện *Gọi N, n n’ số phô tôn chiếu vào K s, số eclectron bứt khỏi K s số electron đến A 1s: hc  n  P = N.ε = N λ H = N n'  ⇒ ⇒ hH = I bh = n e N  h = n ' I = n ' e  n  Trong đó, H gọi hiệu suất lượng tử h phần trăm electron đến A * Vì chương trình không học tế bào quang điện nên đề dạng tốn người đề thường thay cụm từ “tế bào quang điện” cụm từ “hai điện cực kim loại A K đặt chân khơng nối kín nguồn điện chiều, chùm sáng chiếu vào K làm bứt elecừon, electron bay phía A” Ví dụ 1: (Dành cho hs học ban nâng cao) Một tế bào quang điện, chiếu xạ thích hợp điện áp anot catot có giá trị định có 30% quang electron bứt khỏi catot đến anot Người ta đo cường độ dòng điện chạy qua tế bào lúc mA Cường độ dòng quang điện bão hòa A mA B mA C mA D 10 mA Hướng dẫn 30 n ' I ' h= = = ⇒ I = 10 ( mA ) ⇒ 100 n Ibh Chọn D Ví dụ 2: Hai kim loại phẳng A B đặt song song đối diện nối kín ămpe kế Chiếu chùm xạ vào kim loại A, làm bứt quang electron có 25% bay B Nếu số ampe kế 1,4 µA electron bứt khỏi A giây A 1,25.1012 B 35.1011 C 35.1012 D 35.1013 Hướng dẫn n' I I 1, 4.10−6 h= = ⇒n= = = 35.1012 ⇒ n en e h 1, 6.10 −19.0, 25 Chọn C Ví dụ 3: (Dành cho hs học ban nâng cao) Khi chiếu xạ có bước sóng 0,41 µm vào catốt tế bào quang điện, với cơng suất 3,03 W cường độ dịng quang điện bão hoà mA Hãy xác định hiệu suất lượng tử tế bào quang điện A 0,2% B 0,3 % C 0,02% D 0,1% Hướng dẫn I bh e I hc n H= = = bh ≈ 0, 2% ⇒ N Pλ e Pλ hc Chọn A Ví dụ 4: (Dành cho hs học ban nâng cao) Cơng êlectron natri A = 3,968.10 −19J Cho h = 6,625.10−34Js, c = 3.108 m/s Chiếu chùm xạ có bước sóng λ vào tế bào quang điện catốt làm Na cường độ dịng quang điện bão hịa 0,3 µA Biết hai trăm phơtơn đập vào catốt có êlectron quang điện bứt khỏi catot Công suất chùm xạ chiếu vào catốt 207 µW Bước sóng λ có giá trị A 0,3 µm B 0,46 µm C 0,36 µm D 0,4 µm Hướng dẫn I bh e I hc n 0,3.10 −6.19,875.10 −26 H= = = bh ⇒ 0, 005 = ⇒ λ = 0,36 ( µm ) N Pλ e Pλ 1, 6.10 −10.207.10 −6 λ hc Ví dụ 5: (Dành cho hs học ban nâng cao) Chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng 0,2 µm thích hợp vào catốt tế bào quang điện với công suất mW Cứ 10000 phôtôn chiếu vào catôt có 94 electron bị bứt Biết điện tích êlectrôn, tốc độ ánh sáng chân không số Plăng −1,6.10−19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Nếu cường độ dòng quang điện 2,25 µA có phần trăm electron đến anốt A 0,9% B 30% C 50% D 19% Hướng dẫn I I e n' e Ihc 94 2, 25.10−6.19,875.10 −26 hH = = = = ⇒ h = N P P λ e Pλ 10000 1, 6.10 −19.3.10 −3.0, 2.10 −6 ε hc ⇒ h ≈ 0,5 = 50% ⇒ Chọn C Ví dụ 6: Hai kim loại phẳng A B đặt song song đối diện nối kín ămpe kế Chiếu chùm xạ công suất mW mà phơtơn có lượng 9,9.10 −19 (J) vào kim loại A, làm bứt quang electron Cứ 10000 phôtôn chiếu vào A có 94 electron bị bứt số đến B Nếu số ampe kế 3,375 µA có phần trăm electron không đến B? A 74% B 30% C 26% D 19% Hướng dẫn I I e n' e Ihc 94 3,375.10 −6.9, 9.10 −19 hH = = = = ⇒ h = ⇒ h ≈ 0, 74 = 74% N P Pλ e Pλ 10000 1, 6.10 −19.3.10−3 ε hc ⇒ Phần trăm không đến B 100% − 74% = 26% ⇒ Chọn C Điện cực đại vật dẫn trung hồ đặt lập λ ≤ λ0 Khi photon có bước sóng thích hợp ( ) chiếu vào điện cực làm bứt electron điện cực điện cực tích điện dương, điện cực hút electron quang điện (làm cản trở chuyển động electron quang điện) Càng nhiều electron, điện tích điện điện cực tăng, lực cản trở lên chuyển động electron lớn Khi điện điện cực đạt giá trị cực đại vmax đơn vị thời gian có electron bứt khỏi bề mặt phơtơn cung cấp lượng có nhiêu electron bị điện cực tích điện dương hút về, điện điện cực không tăng Lúc động ban đầu cực đại electron quang điện điện trường, tức là: mv 02 max e Vmax = W01 = = ε − A = eU h ⇒ Vmax = U h Điện lượng cực đại vật: Qmax = CVmax Khi nối vật với đất dây dẫn có điện trở R dịng điện cực đại chạy qua:Imax = Vmax/R Điện lượng cực đại chạy qua điện trở sau thời gian t: qmax = Imaxt Ví dụ 1: Cơng êlectrôn cầu kim loại 2,36 eV Chiếu ánh sáng kích thích mà photon có lượng 4,78 eV vào cầu kim loại đặt cô lập điện cực đại cầu là: A 2,11 V B 2,42 V C 1,1 V D 11 V Hướng dẫn ε = A + e V ⇒ 4, 78eV = 2,36eV + e Vmax ⇒ Vmax = 2, 42 ( V ) ⇒ Chọn B Ví dụ 2: Chiếu xạ điện từ có bước sóng λ vào kim loại có giới hạn quang điện 0,3624 µm (được đặt lập trung hồ điện) điện cực đại (V) Cho số Plăng, tốc độ ánh sáng chân không điện tích electron 6,625.10 −34 Js, 3.108 (m/s) −1,6.10−19 (C) Tính bước sóng λ A 0,1132 µm B 0,1932 µm C 0,4932 µm D 0,0932 µm Hướng dẫn hc hc ε = A + e Vmax ⇒ = + e Vmax ⇒ λ ≈ 0,1932 ( µm ) ⇒ λ λ0 Chọn B Ví dụ 3: Chiếu chùm photon có lượng 10 eV vào cầu kim loại có cơng (eV) đặt lập trung hịa điện Sau chiếu thời gian cầu nối với đất qua điện trở (Ω.) dịng điện cực đại qua điện trở A 1,32 A B 2,34 A C 2,64 A D 3,5 A Hướng dẫn 10 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Bỏ qua động ban đầu electron Bước sóng nhỏ tia Rơnghen ống phát A 0,6625 pm B 66,25 pm C 0,4625 nm D 5,625 nm Hướng dẫn hc mv ε max = hf max = = We = = W0 + e V ≈ e U λ 2.hc = 66, 25.10 −12 ⇒ mv Chọn B Ví dụ 5: (CĐ 2007) Một ống Rơnghen phát xạ có bước sóng ngắn 6,21.10 −11m Biết độ lớn điện tích electron (electron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10−19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Bỏ qua động ban đầu electron Hiệu điện anốt catốt ống A 2,00 kV B 2,15 kV C 20,00 kV D 21,15 kV Hướng dẫn hc mv ε max = hf max = = We = = W0 + e V ≈ e U λ ⇒ λ = hc ≈ 20.103 ( V ) e λ ⇒ Chọn C Ví dụ 6: Tốc độ electron đập vào anôt ống Rơn−ghen 45.10 m/s Để tăng tốc độ thêm 45.105 m/s phải tăng hiệu điện đặt vào ống lượng A 1,45 kV B 4,5 kV C 1,35 kV D 6,2 kV Hướng dẫn mv mv We = = W0 + e U ≈ e U ⇒ U = 2e ⇒U= ⇒ ∆U = U − U1 = m v − v12 ) ≈ 1,35.103 ( V ) ⇒ ( 2e Chọn C Ví dụ 6: Một ống tia Rơnghen phát xạ có bước sóng nhỏ 5.10 −10 m Để tăng độ cứng tia Rơnghen người ta cho hiệu điện hai cực ống tăng thêm ΔU = 500 V Biết độ lớn điện tích êlectrơn (êlectron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10−19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Bỏ qua động ban đầu êlectrơn Bước sóng ngắn tia A 3,13.10−9m B 4,16 10−9m C 3,13 10−9m D 4,16 10−9m hc  λ min1 = e U hc  λ = ⇒  hc hc e U λ = = = 4,16.10−10 ( m ) hc e ( U + ∆U )  + e ∆U λ1min  Chọn B Nhiệt lượng anốt nhận Neu s số electron đập vào anốt n cường độ dòng điện chạy qua ống I I= en⇒n= e Nếu a phần trăm electron đập vào anốt làm xạ tia X số phơtơn X phát s np = an 46 W = nWe Tổng động đập vào anốt s với: hc mv We = εmax = hf max = = = W0 + e U ≈ e U λ Nếu có H phần trăm động đập vào chuyển thành nhiệt nhiệt lượng anốt nhận s Q1 = HW nhiệt lượng nhận sau t s Q = tQ1 Ví dụ 1: Một ống Rơnghen, cường độ dịng điện qua ống I = 0,01 (A), tính số phôtôn Rơn ghen phát giây Biết có 0,8% electron đập vào đối catot làm xạ phô tôn Rơnghen A 2,3.1017 B 2,4.1017 C 5.1014 D 625.1014 Hướng dẫn I 0,8 n = = 625.1014 ⇒ n p = n = 5.1014 ⇒ e 100 Chọn C Ví dụ 2: Một ống Rơn−ghen giây xạ N = 3.1014 phôtôn Những phơtơn có lượng trung bình ứng với bước sóng 10 −10 m Hiệu điện đặt vào hai đầu ống 50 kV Cường độ dòng điện chạy qua ống 1,5.10−3A Người ta gọi tỉ số lượng xạ dạng tia Rơn−ghen lượng tiêu thụ ống Rơn − ghen hiệu suất ống Hiệu suất trường hợp A 0,2% B 0,8% C 3% D 60% Hướng dẫn Cơng suất điện mà ống tiêu thụ tính: P = UI hc ε= λ Năng lượng trung bình môi phô tôn P ' = Nε = N hc λ Công suất phát xạ chùm tia Rơn−ghen P ' Nhc H= = = 8.10−3 = 0,8% ⇒ P λ UI Hiêu suất ống: Chọn B Ví dụ 3: Trong ống Rơnghen, số electron đập vào đối catốt giày 5.10 15 hạt, hiệu điện anốt catốt 18000 V Bỏ qua động electron bứt khỏi catốt Điện tích electron 1,6.10−19 (C) Tính tổng động electron đập vào đối catốt giây A 14,4 J B 12,4 J C 10,4 J D 9,6 J Hướng dẫn W = n e U = 5.105.1, 6.10−1918000 = 14, ( J ) Chọn A Ví dụ 4: Trong ống Roughen, số electron đập vào đối catốt giây 5.10 15 hạt, tốc độ hạt đập vào đối catốt 8.10 (m/s) Khối lượng electron m e = 9,1.10−31 (kg) Tính tổng động electron đập vào đối catốt giây A 2,563 J B 2,732 J C 2,912 T D 2,815 J Hướng dẫn mv 9,1.10−31.64.1014 W = n = 105 = 2,912 ( J ) ⇒ 2 Chọn C Ví dụ 5: Hiệu điện anốt catốt ống Roughen 18 kV, dòng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Tổng động electron đập vào đối catốt ls là: A 45 (J) B 90 (J) C (J) D 4,5 (J) Hướng dẫn W = n e U AK = I.U AK = 5.10−3.18.103 = 90 ( J ) ⇒ Chọn B 47 Ví dụ 6: Để tạo tia X người ta dùng ống Cu−lit−gio Khi đặt hiệu điện vào anot catot ống Cu−lit−gio cường độ dòng điện chạy qua ống I = 40 mA tốc độ electron tới anot v = 8.10 m/s Bỏ qua tốc độ ban đầu electron bật khỏi catot Cho điện tích khối lượng electron e = −1,6.10 −19C, m = 9,1.10−31 kg Cơng suất trung bình ống Cu−lit−giơ A 728 W B 730 W C 732 W D 734 W Hướng dẫn Cơng suất trung bình ống xấp xỉ tổng động electron đập vào anốt s: mv I mv 40.10−3 9,1.10−31.64.1014 W = n = = = 728 ( W ) ⇒ e 1, 6.10 −19 Chọn A Ví dụ 7: Hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen 15 kV, dịng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Giả sử 99% động electron đập vào đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Nhiệt lượng đối catốt nhận ls A 45,75 (J) B 72,25 (J) C 74,25 (J) D 74,5 (A) Hướng dẫn W = n e U AK = I.U AK = 5.10−3.15.103 = 75 ( J ) ⇒ Q1 = HW = 0,99W = 74, 25 ( J ) ⇒ Chọn C Ví dụ 8: Một ống Rơnghen phát tia X có bước sóng ngắn 5.10 −10 m Bỏ qua vận tốc ban đầu electron bứt khỏi catốt Giả sử 98% động electron biến thành nhiệt làm nóng đối catốt cường độ dịng điện chạy qua ống I = mA Biết độ lớn điện tích êlectrơn (êlectron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10 −19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Nhiệt lượng tỏa đối catốt phút A 298,125 J B 29,813 J C 292,1625 J D 92,813 J Hướng dẫn I hc 2.10 −3 19,875.10 −26 Q1 = HW = HnWe = H = 0,98 = 4,869375 ( J ) e λ 1, 6.10−19 5.10−10 Chú ý: Nhiệt lượng anốt nhận sau thời gian t để tăng nhiệt độ thêm Δt° nên Q t = tQ1 = cm∆t = cVD∆t (với c nhiệt dung riêng anốt, m khối lượng anốt, V thể tích anốt D khối lượng riêng anốt) Từ công thức ta giải tốn xi − ngược tìm t, Q1, Δt° Ví dụ 9: Trong giây tổng động electron đập vào đối catốt 10 J Đối catốt có khối lưoug 0,33 kg, có nhiệt dung riêng 120 (J/kg°C) Giả sử 99% động electron đập vào đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Hỏi sau nhiệt độ đối catốt tăng thêm 1000°C.  A 4900 s B 4000 s C 53,3 phút D 53,4 phút Hướng dẫn cm∆t cm∆t 120.0,33.1000 Q = tQ1 = cm∆t ⇒ t = = = = 4000 ( s ) Q1 HW 0,99.10 Áp dụng: ⇒ Chọn B Ví dụ 10: Trong ống Rơn−ghen, hiệu điện anôt catơt 1,2 kV cường độ dịng điện qua ống 0,8 mA Đối catôt platin có diện tích cm 2, dày mm, có khối lượng riêng D = 21.103 kg/m3 nhiệt dung riêng C = 0,12kJ /kg.K Nhiệt độ platin tăng thêm 500°C sau khoảng thời gian A 162,6 s B 242,6 s C 222,6 s D 262,6 s Hướng dẫn 48 cm∆t cDSd∆t = = 262, 6(s) Q1 HUI ⇒ Chọn D Áp dụng: Ví dụ 11: Một ống Cu−lít−giơ có điện áp hai đầu ống 10 KV với dòng điện ống mA Coi có 99% số e đập vào đối catốt chuyển nhiệt đốt nóng đối catot Cho khối lượng đối catốt 100 g nhiệt dung riêng 120J/kgđộ Sau phút hoạt động đối catốt nóng thêm độ? A 4,6°C B 4,95°C C 46°C D 49,5°C Hướng dẫn tQ tHUI 60.0,99.10.103.10 −1 Q t = tQ1 = cm∆t ⇒ ∆t = = = = 49,50 C cm cm 120.0,1 Áp dụng: ⇒ Chọn D Q t = tQ1 = cm∆t ⇒ t = Chú ý: Để làm nguội anốt người ta cho dòng nước chảy qua ống cho toàn nhiệt lượng anốt nhận s chuyển hết cho nước Khi đó, s khối lượng nước phải chuyển qua m = VD nhiệt độ nước đầu cao nhiệt độ nước đầu vào Δt° 0 Do đó: Q1 = HnWe = cm∆t = cVD∆t với c nhiệt dung riêng nước Ví dụ 12: Hiệu điện hai cực ống Rơnghen 16,6 (kV), cưòng độ dòng điện qua ống 20 mA Coi electron có tốc độ ban đầu không đáng kể Đố catốt làm nguội dòng nước chảy luồn bên Nhiệt độ nước lối cao lối vào 20°C Giả sử có 99% động electron đập vào đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt Biết nhiệt dung riêng nước 4186 (J/kgK) Tính lưu lượng dịng nước theo đơn vị g/s A 3,6(g/s) B 3,8 (g/s) C 3,9(g/s) D 3,7(g/s) Hướng dẫn Q1 = HnWe = HIU = cm∆t ⇒m= HIU 0,99.20.10 −3.16, 6.103 = ≈ 3,9.10−3 ( kg / s ) ⇒ c∆t 4186.20 Chọn C BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Đặt hiệu điện thê không đổi 20000 (V) vào hai cực ống Rơnghen (bỏ qua động ban đâu electron bứt khỏi catôt) Hằng số Plăng 9,1.10 −31 kg điện tích electron −1,6.10−19 C Tính tần số cực đại tia Rơnghen mà ống phát A 2,81.1018(Hz) B 4,83.1017 (Hz) C 4,83.1018 (Hz) D 2,81.1017 (Hz) Bài 2: Biết độ lớn điện tích electron, tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10−19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.S Một ống Rơnghen hoạt động hiệu điện không đổi kV phát tia X có bước sóng ngắn A 2,48.10−13m B 2,48.10−9m C 2,48.10−10m D 2,48.10−11 m Bài 3: Khi tăng hiệu điện hai cực ống Rơn ghen A tốc độ tia Rơnghen tăng lên tần số tia Rơn ghen tăng B tốc độ tia Rơnghengiảm xuống bước sóng tia Rơn ghen giảm C bước sóng ngắn tia Rơnghen giảm D tốc độ tia Rơnghen tăng lên toc độ chùm electron tăng Bài 4: Bước sóng λmin tia Rơn−ghen ống Rơn−ghen phát A phụ thuộc vào số electron đến đối âm cực đơn vị thời gian B ngắn nhiệt lượng Q mà đối âm cực hấp thụ nhiều C phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chiếu vào đối âm cực D ngắn hiệu điện hai cực ống lớn 49 Bài 5: Trong ống tia X (ơng Cu−lít−giơ), hiệu điện anốt catốt U Bước sóng nhỏ tia X phát A tỉ lệ thuận với U B tỉ lệ nghịch với U C tỉ lệ thuận với U2 D tỉ lê nghich với U2 Bài 6: Một ống Rơnghen phát chùm tia có bước sóng nhỏ 5.10 −11 (m) Biết điện tích electron, tốc độ ánh sáng chân không số Plăng −1,6.10 −19 C, 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Bỏ qua động ban đầu electron lchỉ bứt khỏi catốt Hiệu điện hai cực ống A 24,9 (kV) B 24,8(kV) C 24,7 (kV) D 16,8 (lcV) Bài 7: Tần số lớn chùm xạ phát từ ồng Rơghen 4.10 18 (Hz) Hằng số Plăng 6,625.10-34 Js điện tích electron −1,6.10 −19 C Xác định hiệu điện hai cực ống (coi electron có tốc độ ban đầu không đáng kể) A 24,9 (kV) B 16,6 (kV) C 24,7 (Kv) D 16,8 (kV) Bài 8: Tần số lớn chùm xạ phát từ ống Rơnghen 3.10 18 (Hz) (Rơnghe cứng) Hằng số Plăng 6,625.10−34 Js điện tích electron −1,6.10 −19 C Tìm hiệu điện anốt catốt, coi điện tử khỏi catốt có tốc độ ban đầu không đáng kể A 12,3 (kV) B 16,6 (kV) C 12,4(kV) D 6,8(kV) Bài 9: Trong ống Rơnghen tốc độ hạt đập vào đối catốt 8.10 (m/s) Xác định hiệu điện ạnốt (A) catốt (K) Bỏ qua động electron bứt khỏi catôt Cho biết khối lượng điện tích electron lan lượt 9,1.10−31 (kg) −1,6.10−19 (C) A 12,3 (ky) B 16,6 (kV) C 18,2 (ky) D 16,8 (kV) Bài 10: Tân số lớn chùm xạ phát từ ống Rơnghen 4.10 18 (Hz) Xác định điện áp hai cực ống Biết điện tích electron số Plăng − 1.6.10 −19 C 6,625.10−34 J.S Bỏ qua động ban đầu electron bứt khỏi catôt A 16,4 kV B 16,5 kV C 16,6 kV D 16,7 V Bài 11: Ống Rơnghen có hiệu điện anot catot 12 kV Bỏ qua động electron bứt khỏi catốt Để có tia X có bước sóng ngắn nhỏ bước sóng ngắn 1,5 lần hiệu điện anot catot ? A 18 (kV) B 16 (kV) C 21 (kV) D 16,8 (kV) Bài 12: Khi tăng hiệu điện ống tia X lên 1,5 lần bước sóng cực tiểu tia X biến thiên giá trị Δλ = 26 cm Cho h = 6,625.10−34Js ; e = −1,6.10−19 C; c = 3.108 m/s Xác định hiệu điện ban đầu U0 ống bước sóng tương ứng tia X A 16 kV 78 μm B 16 kV 39 μm C 15 kV 39 μm D 15 kV 78 μm Bài 13: Một ống Rơnghen phát tia X có bước sóng ngắn 1,875.10 −10 (m) Để tăng độ cứng tia X, nghĩa giảm bước sóng nó, ta tăng hiệu điện hai cực ống thêm 3300 V Biết độ lớn điện tích electrón (electron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10−19 C; 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Bỏ qua động ban đầu electron Tính bước sóng ngắn ống phát A 1,1525.10−10 cm B 1,1525 10−10 m C 1,2516 10−10 cm D 1,2516.10−10 m Bài 14: Một ống Rcmghen phát tia X có bước sóng ngắn 0,5 (nm) Biết độ lớn điện tích electrón (electron), tốc độ ánh sáng chân khơng số Plăng 1,6.10 −19 C; 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Nếu tăng hiệu điện hai cực ống thêm kv tần sổ cực đại tia Rơnghen ống phát A 8,15.1017 (Hz) B 2,53 1018 (Hz) C 5,24.1018 (Hz) D 0,95.1019 (Hz) Bài 15: Hiệu điện anốt catốt ống tia X 15 kV Biết độ lớn điện tích electron (electron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10 −19 C; 3.108 m/s 50 6,625.10−34 J.s Nếu electron bắn khỏi catơt có động ban đầu cực đại 3750 eV bước sóng nhỏ tia X A 110,42 μm.B 66,25 μm C 82,81 μm D 34,79 μm Bài 16: Một ống Rơnghen 20 giây người ta thấy có 1018 electron đập vào đơi catơt Cho biết điện tích electron −1,6.10−19 (C) Cường độ dòng điện qua ống A mA B 0,9 mA C 0,8 mA D 0,6 mA Bài 17: Cường độ dòng điện ống Rơnghen 0,64 mA Biết có 0,8% electron đập vào đối catot làm xạ phô tơn Rơnghen Tính số phơtơn Rơnghen phát phút A 1.92.1015 B 2,4.1017 C 2,4.1015 D 1,92.1017 Bài 18: Đặt hiệu điện không đổi U = 20000 (V) vào hai cực ống Rơnghen Tính động electron đến đối catốt (bỏ qua động ban đầu electron bút khỏi catốt) Cho biết điện tích electron −1,6.10−19 (C) A 3,1.10−15(J) B 3,3.10−15(J) C 3,2.10−15(J) D 3.1015 (J) Bài 19: Trong ống Rơnghen, toe độ electron tới anôt 50000 km/s Để giảm tốc độ bớt 8000 km/s phải giảm hiệu điện hai đầu ống bao nhiêu? Cho điện tích khối lượng electron e = −1,6.10−19C, m = 9,1.10−31 kg A ΔU = 2093 V B ΔU = 2000 V C ΔU = 1800V D ΔU = 2100V Bài 20: Hiệu điện anốt catổt ống Rơnghen 15 kV, dịng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Tổng động electron đập vào đôi catốt s là: A 45 (J) B 7,5 (J) C 75 (J) D 4,5 (J) Bài 21: Hiệu điện anôt catốt ống Rơnghen 20 kV, dịng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Tổng động electron đập vào đối catốt ls là: A 45 (J) B 90 (J) C 100 (J) D 10 (J) Bài 22: Hiệu điện anôt catôt ống Rơnghen 20 kv Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Tông động electron đập vào đôi catôt ls 200 (J) Cường độ dòng điện qua ống A 4,5 (mA) B 2,5(mA) C 10 (mA) D (mA) Bài 23: Hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen 18 kv, dòng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Giả sử 99% động electron đập vào đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Nhiệt lượng đối catốt nhận s A 145,75 (J) B 142,56 (J) C 174,25 (J) D 144,00 (J) Bài 24: Một ống Rơnghen phát tia X có bước sóng ngắn 5.10 −10 m Bỏ qua vận tốc ban đầu electron bứt khỏi catôt Giả sử 100% động electron biến thành nhiệt làm nóng đối catốt cường độ dòng điện chạy qua ống I = mA Biết độ lớn điện tích êlectrơn (êlectron), tốc độ ánh sáng chân không số Plăng 1,6.10 −19 C; 3.108 m/s 6,625.10−34 J.s Nhiệt lượng tỏa đối catốt phút A 298,125 J B 29,813 J C 928,125J D 92,813J Bài 25: Hiệu điện anốt catốt ống Rơnghen 18,5 kV, dòng tia âm cực có cường độ 8,8 mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Giả sử 99,5% động electron đập vào đoi catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catơt bỏ qua xạ nhiệt Nhiệt lượng đối catôt nhận ls A 145,75 (J) B 162,800 (J) C 174,25 (J) D 161,986 (J) Bài 26: Trong giây tổng động electron đập vào đối catốt 15 J Đối catơt có khối lưcmg 0,4 kg, có nhiệt dung riêng 120 (J/kg°C) Giả sử 99,9% động electron đập vào 51 đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Hỏi sau nhiệt độ đôi catôt tăng thêm 1000°C A 4900 s B 5000 s C 53,3 phút D 53,4 phút Bài 27: Trong giây tổng động electron đập vào đối catốt 14 J Đối catơt khối bạch kim có khối lượng 0,42 kg Giả sử 99,9% động electron đập vào đối catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Biết nhiệt dung riêng bạch kim 120 (J/kg°C), nhiệt độ ban đầu 20°C Hỏi sau khối bạch kim nóng tới 1500°C khơng làm nguội A 5000 s B 5333 s C 5405 s D 5354 s Bài 28: Hiệu điện anôt catôt ống Rơnghen 15 kV, dòng tia âm cực có cường độ mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot Giả sử 99% động electron đập vào đối catôt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt bỏ qua xạ nhiệt Cho khối lượng đối catốt 250 B nhiệt dung riêng 120J/kgđộ Sau phút hoạt động đơi catơt nóng thêm độ? A 146°C B 495°C C 146,5°C D 148,5°c Bài 29: Khi hiệu điện anôt catôt 1,2 kV cường độ dịng điện qua ống Rơn−ghen mA Nếu toàn động êlectron biến đổi thành nhiệt đốt nóng đơi catơt nhiệt lượng toả đối catôt phút A 800 J B 720 J C 700 J D 1200 J Bài 30: Ống Rơn−ghen phát tia X có tần số lớn 5.10 18 Hz Dòng điện qua ống mA Nếu đối catôt ống Rơn−ghen làm nguội dịng nước chảy luồn phía bên thấy nhiệt độ nước lối cao nhiệt độ lối vào 10°C Coi động chùm êlectron chuyển thành nhiệt làm nóng đối catơt Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước C = 4186 J/kg.độ; D = 103kg/m3 Lưu lượng nước chảy ống A cm3/s B cm3/s C cm3/s D cm3/s Bài 31: Trong giây tổng động electron đập vào đối catốt 15 J Giả sử 99,9% động electron đập vào đôi catốt chuyến thành nhiệt đốt nóng đối catốt Đối catốt làm nguội dòng nước cháy luồn bền Nhiệt độ nước lối cao lối vào 10°C Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước là: C = 4286 (J/kgK), D = 1000 (kg/m 3) Tính lưu lượng dịng nước theo đơn cm3/s A 0,29 (cm3/s) B 2,9(cm3/s) C 3,5(cm3/s) D 0,35(cm3/s) Bài 32: Hiệu điện hai cực ống Rơnghen 16,6 (kV) Coi electron có tốc độ ban đầu không đáng kể Trong 20 giây người ta thấy có 10 18 electron đâp vào đối catốt, Đối catốt đươc làm nguội dòng nước chảy luồn bên Nhiệt độ nước lôi cao lôi vào 10°C Giả sử có 95% động electron đập vào đơi catốt chuyển thành nhiệt đốt nóng đối catốt Biết nhiệt dung riêng khối lượng riêng nước là: C = 4286 (J/kgK), D = 1000 (kg/m 3) Tính lưu lượng dịng nước theo đơn vị cm3/s A 2,8 (cm3/s) B 2,9 (cm3/s) C 2,7 (cm3/s) D 2,5 (cm3/s) 1.C 11.A 21.C 31.D 2.C 12.A 22.C 32.B 3.C 13.D 23.B 4.D 14.B 24.A 5.B 15.B 25.D 6.B 16.A 26.D 7.B 17.A 27.B 8.C 18.C 28.D 52 Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ PHÁT QUANG VÀ LASER Hiện tượng phát quang Một số chất hấp thụ ánh sáng (hoặc xạ điện từ) bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác, gọi tượng quang − phát quang * Hai loại quang − phát quang: Sự huỳnh quang: phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10 −8s) Nó thường xảy với chất lỏng chất khí Sự lân quang: phát quang có thời gian phát quang dài (10 −8 s trở lên); thường xảy với chất rắn *Định luật Stốc: Bước sóng λ’ ánh sáng phát quang lớn bước sóng λ ánh sáng kích thích: λ ' > λ ⇔ e ' < ε ⇔ f < f Gọi N, N’ số phơtơn kích thích chiếu vào s số phôtôn phát quang phát s Cơng suất chùm sáng kích thích chùm sáng phát quang là: hc  P = Nε = n λ P' N' ε' N' λ' ⇒ = =  hc P N ε N λ P ' = N ' ε ' = N '  λ' Ví dụ 1: (ĐH − 2010) Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với tần số 6.10 14 Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng để kích thích chất khơng thể phát quang? A 0,40 µm B 0,45 µm C 0,38 µm D 0,55 µm Hướng dẫn 3.108 λ' = = 0, 5µm > λ ⇒ f' Chọn D Ví dụ 2: Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu vàng lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu vào chất ánh sáng đơn sắc chất phát quang? A Vàng B Lục C Đỏ D Da cam Hướng dẫn Ánh sáng kích thích phải có bc sóng nhỏ ánh sáng phát quang nên ⇒ Chọn B Ví dụ 3: Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch flucxêin thấy dung dịch phát ánh sáng màu lục Đó tượng  A phản xạ ánh sáng B quang − phát quang, C hóa − phát quang D tán sắc ánh sáng Hướng dẫn Theo định nghĩa, Một số chất hấp thụ ánh sáng (hoặc xạ điện từ) bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác, gọi tượng quang − phát quang ⇒ Chọn B Ví dụ 4: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,3 µm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,5 µm Cho công suất ánh sáng phát quang 0,01 cơng suất chùm sáng kích thích Để có phơtơn ánh sáng phát quang phát số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào A 600 B 60 C 25 D 133 Hướng dẫn hc N' W' λ ' = N ' λ ' ⇒ 0, 01 = 0, ⇒ N = 60 ⇒ 0, 01 = = hc W N λ N 0, N λ Chọn B 53 Ví dụ 5: Chiếu xạ đơn sắc có bước sóng λ vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,5 µm Cho cơng suất ánh sáng phát quang 0,01 công suất chùm kích thích có 3000 phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào có 75 phơtơn ánh sáng phát quang phát Giá trị λ A 0,18 µm B 0,25 µm C 0,2 µm D 0,3 µm Hướng dẫn hc n' W' n' λ ' 75 λ 0, 01 = = λ' = = ⇒ λ = 0, ( µm ) W n hc n λ 3000 0, 5.10−6 ⇒ Chọn C λ Ví dụ 6: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,26 µm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Nếu số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào 100 số phơtơn ánh sáng phát quang phát Hỏi công suất ánh sáng phát quang phần trăm cơng suất chùm sáng kích thích? A 10% B 60% C 4% D 2% Hướng dẫn hc n' W' n' λ ' 0, 26 0, 01 = = λ' = = = 2% ⇒ hc n λ 100 0,52 W n ⇒ Chọn D λ Ví dụ 7: (ĐH−201 l) Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0,26 µm phát ánh sáng có bước sóng 0,52 µm Giả sử công suất chùm sáng phát quang 20% cơng suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang số phôtôn ánh sáng kích thích khoảng thời gian A 4/5 B 1/10 C 1/5 D 2/5 Hướng dẫn hc N' W' λ ' = N ' λ ' = N ' 0, 26 ⇒ N ' = ⇒ 0, = = hc W N λ N 0,52 N N λ Chọn D Laser Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng đặc điểm cliùm tia laze: * Tia laze chùm sáng kết hợp * Tia laze có tính đon sắc * Chùm tia laze truyền môi trường thông thường (khơng khí, nước, ) chùm sáng song song (có tính định hướng cao) * Chùm tia laze có cường độ lớn Ứng dụng laze: Trong y học, laze dùng dao mỗ phẩu thuật tinh vi mắt, mạch máu, Ngoài laze dùng để chữa số bệnh da nhờ vào tác dụng nhiệt Trong thông tin liên lạc, laze dùng liên lạc vô tuyến, điều khiển tàu vũ trụ, truyền thông tin cáp quang, Trong công nghiệp, laze dùng để cắt, khoan, kim loại, Trong trắc địa, laze dùng công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng, * Laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, thí nghiệm quang học, Ví dụ 1: (TN − 2007) Đặc điểm sau tia laze? 54 A Có tính định hướng cao C Có tính đcm sắc cao B Khơng bị khúc xạ qua lăng kính, D Có mật độ công suất lớn (cường độ mạnh) Hướng dẫn Tia laze bị khúc xạ qua lăng kính ⇒ Chọn B Ví dụ 2: Tìm phát biểu sai liên quan đến tia laze: A Tia laze chùm sáng có độ dmi săc cao B Tia laze chùm sáng kết hợp C Tia laze chùm sáng song song D Gây tượng quang điện với hầu hết kim loại Hướng dẫn Hầu hết kim loại có giới hạn quang điện nằm vùng tử ngoại mà laze nằm vùng nhìn thấy ⇒ Chọn D Ví dụ 3: Dùng chùm tia laze có công suất P = 10 W để nấu chảy khối thép có khối lượng kg Nhiệt độ ban đầu khối thép t0 = 30°, nhiệt dung riêng thép C = 448J/kg độ, nhiệt nóng chảy thép L = 270 kJ/kg, điểm nóng chảy thép T C = 1535°C Coi không bị nhiệt lượng mơi trường Thời gian làm nóng chảy hồn tồn khối thép A 26 h B 0,94 h C 100 h D 94 h Hướng dẫn Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép lên điểm nóng chảy: Q1 = mc(TC − t0) = 1.448.(1535 − 30) = 674240 J Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối thép từ thể rắn sang thể lỏng điểm nóng chảy: Q2 = m.L = 270.103 = 270000 J Tổng nhiệt lượng để nấu chảy hoàn toàn khối thép: Q = Q1 + Q2 = 944240 J Q 944240 1h t= = x ≈ 26 ( h ) ⇒ P 10 3600 Thời gian cần để nấu chảy khối thép: Chọn A Ví dụ 4: Người ta dùng laze hoạt động chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm laze P = 10 W Đường kính chùm sáng d = mm Be dày thép e = mm Nhiệt độ ban đầu t = 30°C Khối lượng riêng thép: ρ = 800 kg/m3 Nhiệt dung riêng thép: C = 448 J/kg.độ Nhiệt nóng chảy riêng thép: λ = 270 kJ/kg Điểm nóng chảy thép: TC = 535°C Bỏ qua hao phí Tính thời gian khoan thép A 2,16 s B 1,16 s C 1,18 s D 1,26 s Hướng dẫn πd e V= ≈ 1,57.10−9 ( m3 ) Thể tích thép cần nấu chảy m = Vρ ≈ 122, 46.10−17 ( kg ) Khối lượng thép cần chảy (kg) Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép từ nhiệt độ ban đầu lên điểm nóng chảy Q1 = mc ( Tc − t ) ≈ 8, 257 ( J ) Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối thép từ thể rắn sang thể lỏng nhiệt độ nóng chảy Q = mλ ≈ 3,306 ( J ) Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối thép từ nhiệt độ ban đầu cho đên nóng chảy Q = Q1 + Q ≈ 11,563 ( J ) Q ≈ 1,16 ( s ) ⇒ Chọn B P Thời gian khoan thép Ví dụ 5: Nước có nhiệt dung riêng c = 4,18 kJ/kg.độ, nhiệt hóa L = 2260 kJ/kg, khối lượng riêng D = 1000 kg/m3 Để làm bốc hoàn toàn mm nước nhiệt độ ban đầu 37°C khoảng thời gian s laze laze phải có cơng suất t= 55 A 4,5 W B 3,5 W C 2,5 W D 1,5 W Hướng dẫn Khối lượng mm3 nước: m = VD = 10−9 1000 = 10−6 kg Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1mm3 nước từ 37°C lên điểm hóa hơi: Q1 = mc ( TC − t ) = 10−6.4,18.103 ( 100 − 37 ) = 0, 26334J Sau đó, nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển lmm3 nước từ thể lỏng sang thể hơi: Q = m.L = 10 −6.2260.103 = 2, 26 J Nhiệt lượng tổng cộng để chuyển toàn lmm3 nước từ thể lỏng sang thể là: Q = Q2 + Q2 = 2,52334 J Q 2,52334 P= = ≈ 2,5 ( W ) t ⇒ Chọn C Cơng suất laze: Ví dụ 6: Một laze có cơng suất 10 W làm bốc lượng nước 30°C Biết nhiệt dung riêng nước C = 4,18 kJ/kg.độ, nhiệt hóa nước L = 22601cJ/kg, khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 Thể tích nước bốc khoảng thời gian s A 3,9 mm3 B 4,4 mm3 C 5,4 mm3 D 5,6 mm3 Hướng dẫn Khối lượng 1mm3 nước: m = VD = 10 9.1000 = 10−6kg Nhiệt lượng cần cung cấp để đưa 1mm3 nước từ 30°C lên điểm hóa hơi: Q1 = mc ( TC − t ) = 10−6.4,18.103 ( 100 − 30 ) = 0, 2926J Sau đó, nhiệt lượng cần cung cấp để chuyển lmm3 nước từ the lỏng sang thể hơi: Q2 = m.L = 10−6 22 60.103 = 2,26 J Nhiệt lượng tổng cộng để chuyên toàn lmm3 nước từ thể lỏng sang thể là: Q = Q1 + Q2 = 2,5526 J Với công suất 10 W, ls nước nhận nhiệt lượng từ tia laze: Q' = p.t = 10.1 = 10 J Ví dụ 7: Dùng laze CO2 có cơng suất P = 10 W để làm dao mổ Khi tia laze chiếu vào vị trí cần mổ làm cho nước phần mơ chỗ bốc mơ bị cắt Biết chùm laze có bán kính r = 0,1 mm di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s bề mặt mơ mềm Biết thể tích nước bốc s 3,5 mm3 Chiều sâu cực đại vết cắt A mm B mm C 3,5 mm D mm Hướng dẫn Vì chùm laze di chuyên với vận tốc v = 0,5 cm/s bề mặt dịch chuyển đoạn L = v.t = 0,5.1 = 0,5 cm = mm Vì chùm laze có bán kính r = 0,1 mm nên dịch chuyển, s tạo vùng cắt có diện tích: S = 2r.L = 2.0,1.5 = mm2 V 3, h= = = 3, ( mm ) ⇒ S Độ sâu viết cắt Chọn C Ví dụ 8: (THPTQG − 2017) Trong y học, người ta dùng laze phát chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" mơ mềm Biết để đốt phần mơ mềm tích mm phần mơ cần hấp thụ hồn tồn lượng 45.10 18 phơtơn chùm laze Coi trung bình để đốt hồn tồn mm3 mơ 2.53 J, Lấy h = 6,625,10−34 J.s; c = 3.108 m/s Giá trị λ là? A 589 mm B 683 mm C 485 mm D 489 mm Hướng dẫn hc 19,875.10−26 Q = N ⇔ 6, 625 = 45.1018 ⇒ λ = 0,589.10−6 ( m ) ⇒ λ λ * Từ Chọn A 56 Ví dụ 9: Để đo khoảng cách từ Trái Đất lên Mặt Trăng người ta dùng tia laze phát xung ánh sáng có bước sóng 0,52 µm, chiếu phía Mặt Trăng Thời gian kéo dài xung 10−7 (s) công suất chùm laze 100000 MW Biết tốc độ ánh sáng chân không số Plăng c = 3.108 m/s h = 6,625.10−34J.s Số phôtôn chứa xung A 2,62.1022 hạt B 2,62.1015 hạt C 2,62.1029 hạt D 5,2.1020hạt Hướng dẫn W Pt tPλ 10 −7.1011.0,52.10 −6 N= = = = ≈ 2, 62.1022 ⇒ −34 ε ε hc 6, 625.10 3.10 Chọn A Ví dụ 10: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng laze phát xung ánh sáng có bước sóng 0,52 µm, chiếu phía Mặt Trằng đo khoảng thời gian thời điểm xung phát thời điểm máy thu đặt Trái Đất nhận xung phản xạ Thời gian kéo dài xung τ = 100 ns Khoảng thời gian thời điểm phát nhận xung 2,667 s Năng lượng xung ánh sáng W0 = 10 kJ Lấy c = 3.108 m/s; h = 6,625.10−34J.s a) Tính khoảng cách Trái Đất Mặt Trăng lúc b) Tính cơng suất chùm laze c) Tính số phơtơn chứa xung ánh sáng d) Tính độ dài xung ánh sáng Hướng dẫn t 2, 667 L = c = 3.108 ≈ 4.108 ( m ) 2 a) Khoảng cách Trái Đất Mặt Trăng: b) Công suất chùm laze: P= W0 10.103 = = 1111 ( W ) τ 100.10−9 N= W0 W0 λ = ≈ 262.1020 ε hc c) Số phôtôn chứa xung ánh sáng: l = c.τ = 3.108.100.10−9 = 30 ( m ) d) Độ dài xung ánh sáng: BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Sự phát sáng vật phát quang? A Tia lửa điện B Hồ quang C Bóng đèn ống D Bóng đèn pin Bài 2: Ánh sáng huỳnh quang ánh sáng: A tồn thời gian dài 10−8 s sau tắt ánh sáng kích thích B tắt sau tắt ánh sáng kích thích C Có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích D Do tinh thể phát kích ánh sáng Mặt Trời Bài 3: Ánh sáng lân quang A phát chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí B tắt sau tắt ánh sáng kích thích C tồn thời gian dài 10−8 s sau tắt ánh sáng kích thích D có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích Bài 4: Phát biểu sau sai, nói tượng quang − phát quang? A Sự huỳnh quang lân quang thuộc tượng quang − phát quang, B Bước sóng ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ C Khi chiếu sáng tia tử ngoại, chất lỏng flucrexêin (chất diệp lục) phát ánh sáng huỳnh quang màu lục D Bước sóng ánh sáng phát quang nhỏ bước sóng ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ 57 Bài 5: Phát biểu sau sai nói phát quang? A Sự huỳnh quang thường xảy chất lỏng chất khí B Sự lân quang thường xảy đôi với chất rắn C Bước sóng ánh sáng phát quang lớn bước sóng ánh sáng kích thích D Bước sóng ánh sáng phát quang nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích Bài 6: Khi chiếu sáng tia tử ngoại, chất lỏng fluorexêin (chất diệp lục) phát ánh sáng A huỳnh quang màu lục C huỳnh quang màu đỏ B lân quang màu lục D lân quang màu đỏ Bài 7: Hãy chọn cầu đủng xét phát quang chất lỏng chất rắn A Cả hai trường hợp phát quang huỳnh quang B Cả hai trường hợp phát quang lân quang C Sự phát quang chất lỏng huỳnh quang, chất rắn lân quang D Sự phát quang chất lỏng lân quang, chất rắn huỳnh quang Bài 8: Trong trường hợp có quang−phát quang? Ta nhìn thấy A màu xanh biển quảng cáo lúc ban ngày B ánh sáng lục phát từ đâu cọc tiêu đường núi có ánh sáng đèn ơto chiếu vào C ánh sáng đèn đường D ánh sáng đỏ kính đỏ Bài 9: Phát biểu sau nói tượng quang − phát quang? A Hiện tượng quang − phát quang tượng số chất phát sáng bị nung nóng B Huỳnh quang phát quang chất rắn, ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích C Ánh sáng phát quang có tần số lớn ánh sáng kích thích D Sự phát sáng đèn ống tượng quang − phát quang Bài 10: Hiện tượng quang−phát quang có thê xảy ton bị A electron dân kẽm hấp thụ B electron liên kết CdS hấp thụ C phân tử chất diệp lục hấp thụ D electron dẫn electron liên kết hấp thụ Bài 11: Néu dùng ánh sáng kích thích màu lục ánh sáng huỳnh quang phát khơng thể A cam B đỏ C vàng D lam Bài 12: Trong tượng quang−phát quang thời gian phát quang khoảng thời gian từ lúc A bắt đầu chiếu ánh sáng kích thích đến lúc có ánh sáng phát quang B ngừng chiếu ánh sáng kích thích lúc ngừngphát ánh sáng phát quang C nguyên tử phân tử chuyển từ mức kích thích mức D nguyên tử phân tử chuyển từ mức kích thích mức sau va chạm với nguyên tử phân tử khác Bài 13: Để kích thích phát quang chất, người ta chiếu vào xạ đơn sắc có bước sóng 0,3 μm thấy chất phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 μm Đo đạc thấy cơng suất phát quang 2% cơng suất kích thích Khi phơton phát quang ứng với phơton kích thích A 45 B 30 C 60 D 90 Bài 14: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,26 μm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Cho cơng suất ánh sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích Để có phơtơn ánh sáng phát quang phát số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào A 50 B 60 C 100 D 200 58 Bài 15: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,3 μm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,5 μm Cho cơng suất ánh sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích Nếu số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào 3000 số phơtơn ánh sáng phát quang phát A 600 B 60 C 50 D 30 Bài 16: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,26 μm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Cho công suất ánh sáng phát quang 0,01 cơng suất chùm sáng kích thích Nếu số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào 100 số phơtơn ánh sáng phát quang phát A B 60 C 50 D Bài 18: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,22 µm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,55 µm Neu số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào 500 số phơtơn ánh sáng phát quang phát Hoi công suất ánh sáng phát quang phần trăm công suất chùm sáng kích thích? A 10% B 0,32% C 0,8% D 2% Bài 19: Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49 μm phát ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Tỉ số lượng ánh sáng phát quang lượng ánh sáng hấp thụ 75% số phần trăm phôtôn bị hấp thụ dẫn đến phát quang dung dịch A 82,7% B 79,6% C 75,0% D 66,8% Bài 20: Tia laze khơng có đặc điểm A Độ đơn sắc cao B Độ định hướng cao C Cường độ lớn D Công suất lớn Bài 21: Tia laze khơng có A Màu trắng B Cường độ cao C Độ đơn sắc cao D Độ định hướng cao Bài 22: Chọn cầu đúng: A Nguyên tắc phát quang laze dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng B Tia laze có lưọng lớn bước sóng tia laze nhỏ C Tia laze có cường độ lớn có tính đơn sắc cao D Tia laze có tính định hướng cao không kết hợp (không pha) Bài 23: Chọn phương án sai nói ứng dụng tia laze Tia laze ứng dụng A thông tin liên lạc vô tuyên B phẫu thuật mắt, để chữa số bệnh da C gây phản ứng nhiệt hạch D kiểm tra lỗ hổng, bọt khí phơi đúc Bài 24: Người ta dùng loai laze CO có cơng suất P = 10 W để làm dao mô Khi tia laze chiếu vào vị trí cần mổ làm cho nước phần mơ chỗ bốc mơ bị cắt Nhiệt độ thể bệnh nhân 37°C Biết nhiệt dung riêng nhiệt hoá nước C = 4,18kJ/kg.độ L = 2260 kJ/kg Tính 1s, thể tích nước mà tia laze làm bốc A 2,742 mm3 B 3,963 mm3 C 3,654 mm3 D 4,245 mm3 Bài 25: Một laze He − Ne phát ánh sáng có bước sóng 632,8 nm có cơng suất đâu 2,3 mW số phôtôn phát phút A 22.1015 B 24.1015 C 44.1016 D 44.1015 Bài 26: Một laze rubi phát ánh sáng có bước sóng 694,4 nm Nếu xung laze phát τ giây lượng giải phóng xung Q = 0,15J số photon xung là? A 22.1016 B 24.1017 C 5,24.1017 D 5,44,1015 1.C 11.D 2.B 12.B 3.C 13.B 4.D 14.A 5.D 15.C 6.A 16.D 7.C 17.D 8.B 18.B 59 21.A 22.A 23.D 24.B 25.C 26.C 60 ... Công thức Anhxtanh mv02 max W = 0d ε = A + W0d * Công thức Anhxtanh: với I =ne Cường độ dòng quang điện bão hoà: bh (n so electron bị bứt giây) * Vì chương trình khơng học công thức Anhxtanh nên... trơ Giữa p n hình thành lớp tiếp xúc p − n Lớp ngăn không cho e khuếch tán từ n sang p lỗ trống khuyếch tán từ p sang n → gọi lớp chặn λ ≤ λ0 Khi chiếu ánh sáng có gây tượng quang điện Êlectron... −A = − 1,88.1, 6.10 −19 = 1, 056.10−19 ( J ) ⇒ λ 0, 489.10−6 Chọn B Chú ý: Dựa vào cơng thức Anhxtanh xây dựng thí nghiệm để xác định lại  mv12 hc = A+ = A + eU h1 ε1 = hf1 = λ1   ε = hf