Tính năng lượng của phôton Rơn-ghen tương ứng, hiệu điện thế đặt vào hai cực của ống Rơn- Ghen, vận tốc của êlectron tới đập vào đối catôt.. Tính số êlectron đập vào đối catôt trong 1 ph[r]
(1)I.TÓM TẮT LÝ THUYÊT 1 Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)
2 hc hf mc e l = = =
Trong h = 6,625.10-34 Js số Plăng.
c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân khơng.
f, tần số, bước sóng ánh sáng (của xạ)
m khối lượng phôtôn 2 Tia Rơnghen (tia X)
Bước sóng nhỏ tia Rơnghen : đ
Min hc E l = Trong 2 đ 2 2 mv mv
E = =e U+
động electron đập vào đối catốt (đối âm cực) U hiệu điện anốt catốt
v vận tốc electron đập vào đối catốt
v0 vận tốc electron rời catốt (thường v0 = 0)
m = 9,1.10-31 kg khối lượng electron
3 Hiện tượng quang điện *Công thức Anhxtanh * ax 2 M mv hc hf A e l = = = +
Trong hc A
l
=
cơng kim loại dùng làm catốt 0 giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt
v0Max vận tốc ban đầu electron quang điện thoát khỏi catốt
f, tần số, bước sóng ánh sáng kích thích
* Để dịng quang điện triệt tiêu UAK Uh (Uh < 0), Uh gọi hiệu điện hãm
2 ax 2 M h mv eU =
Lưu ý: Trong số toán người ta lấy Uh > độ lớn
* Xét vật 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:
2
ax ax ax
1 2
M M M
e V = mv =e Ed
* Với U hiệu điện anốt catốt, vA vận tốc cực đại electron đập vào anốt, vK = v0Max vận tốc ban đầu cực đại
của electron rời catốt thì:
2
1 1
2 A 2 K
e U = mv - mv
* Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện) n H
n =
-Với n n0 số electron quang điện bứt khỏi catốt số phôtôn đập vào catốt khoảng thời gian t
-Công suất nguồn xạ:
0 0
n n hf n hc
p
t t t
e
l
= = =
, Cường độ dòng quang điện bão hoà: bh
n e q I
t t
= =
bh bh bh
I I hf I hc
H
p e p e p e
e
l
Þ = = =
* Bán kính quỹ đạo electron chuyển động với vận tốc v từ trường B ¶
, = ( ,B) sin
mv
R v
e B a a
= r ur
Xét electron vừa rời khỏi catốt v = v0Max
Khi
sin 1 mv
v B R
e B
a
^ Þ = Þ =
r ur
Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max,
(2)II.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Bài 1: :Chiếu xạ có bước sóng λ =0,18 μ m vào ca tốt tế bào quang điện.KL dùng làm ca tốt có giới hạn quang điện λ0 =0,3 μ m.Trả lời câu hỏi sau:
Câu 1:Cơng e khỏi tế bào quang điện bao nhiêu?
A:4,14eV; B:66,25eV; C:6,625eV; D:41,4eV Câu 2:.Xác định hiệu điện Uh để dòng quang điện triệt tiêu
A:5,52V; B:6,15V; C:2,76V; D:2,25V Câu 3:Động ban đầu cực đại e bao nhiêu?
A:25,5eV; B:2,76eV; C:2,25eV; D:4,5eV
Bài 2:Kim loại dùng làm ca tốt tế bào quang điện có cơng A=2,2eV.Chiếu vào ca tốt xạ điện từ có bước sóng λ biết Uh=0,4V.Vân tốc ban đầu cực đại e bao nhiêu?
A:3,75.105m/s; B:3,5.105m/s; C:3,75.104m/s; D:3,5.104m/s.
Bài 3:Chiếu xạ có bước sóng λ =0,552 μ m vào ca tốt tế bào quang điện dòng quang điện bảo hịa có cường độ Ibh=2mA.cơng suất nguồn sáng chiếu vào ca tốt p=1,2w.Tính hiệu suất lượng tử tượng quang điện
A:0,650%; B:0,3750% ; C: 0,550%; D: 0,4250%
Bài 4:Chiếu xạ có bước sóng λ =0,4 μ m vào ca tốt tế bào quang điện.Cơng electron kim loại làm ca tốt A=2eV.Trả lời câu hỏi sau:
Câu 1:Để triệt tiêu dòng quang điện phải đặt a nốt ca tốt hiệu điện UAK có giá trị sau A:UAK -1,1V; B:UAK 1,1V ; C: UAK =-1,1V; D:UAK =1,1V
Câu 2:Đặt Anốt catốt hiệu điện UAK=5V.Động cực đại quang e tới anốt có giá trị sau đây:
A:8,1eV; B:6,1eV; C:4,1eV; D:6,6eV
Bài 5Một đèn Na chiếu sáng có cơng suất phát xạ p=100w.Bước sóng ánh sáng đèn phát 0,589 μ msố phô tôn đèn ống phát 30 giây bao nhiêu?
A:9.1021; B:9.1018; C:12.1022; D:6.1024.
Bài 6: Kim lọai dùng làm ca tốt tế bào quang điện có cơng thoát 1,8eV.Chiếu vào ca tốt chùm ánh sáng có bước sóng 600nm từ nguồn sáng có cơng suất 2mW,thì 1000 phơ tơn đập vào catốt có e bật ra.Trả lời câu hỏi sau:
Câu 1:Tính giới hạn quang điện ca tốt
A:0,625 μ m; B:0,635 μ m; C:0,655 μ m; D:0.6895 μ m Câu 2:
Bài 7: Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt tế bào quang điện λ = 0,6μm Cho
34
h 6,625.10 Js, c=3.10 m / s
Cơng electron khỏi kim loại :
A.33,125.10-20 J B:3,3125.10-20J; C:0,3125.10-20J; D:3,125.10-20J; Bài 8: Cơng kim loại dùng làm catốt tế bào quang điện A=2,48eV Cho
34 -19
h 6,625.10 Js, c=3.10 m / s, 1eV=1,6.10 J
Giới hạn quang điện kim loại :
A: 1,5 μm; B:0,5μm; C:0,75μm ; D: 0,4μm
Bài 9:Choh 6,625.10 Js, c=3.10 m / s 34 Động lượng phơtơn có tần số v 6.10 Hz 14 : A:2,5.10-28 kg.m/s B:1,5.10-28 kg.m/s; C:13,25.10-28 kg.m/s; D: 0,25.10-28 kg.m/s
Bài 10: Khi đặt hiệu điện ngược 0,8V lên hai cực tế bào quang điện khơng có electron đến anốt tế bào quang điện Vận tốc ban đầu cực đại quang electron bắn khỏi catốt :
A:5,3.106 m/s B:0,3.106 m/s; C:0,65.106 m/s; D:0,53.106 m/s
Bài 11: Khi chiếu xạ điện từ đơn sắc bước sóng λ=0,41μm vào catốt tế bào quang điện có tượng quang điện xảy Để triệt tiêu dòng quang điện người ta đặt hiệu điện ngược 0,76V Cho
34 -19
h 6,625.10 Js, c=3.10 m / s, 1eV=1,6.10 J
Cơng electron kim loại dùng làm catốt :
A:36,32.10-20 J; B:3,3125.10-20J; C:0,3125.10-20J; D:33,25.10-20J;
Bài 12: Giới hạn quang điện kim loại dùng làm catốt tế bào quang điện 0,5μm Cho
34 -19
h 6,625.10 Js, c=3.10 m / s, 1e=1,6.10 C
Khi chiếu ánh sáng đơn sắc bước sóng λ=0,36μm vào catốt tế bào quang điện đó
thì hiệu điện hãm để khơng có electron đến anốt :
A :Uh= 9,7V; B: Uh= 0,97V ; C:Uh=1,97V; D:Uh=0,57V
Bài 13: Khi chiếu chùm sáng đơn sắc vào kim loại có tượng quang điện xảy Nếu dùng hiệu điện hãm 3,0 V quang electron không tới anốt Cho biết tần số giới hạn kim loại
14 -1 -34 -19
6.10 s , =6,625.10 Js, e=1,6.10 C Tần số chùm ánh sáng tới : A:1,5.1014 H
Z; B:1,25.1014 HZ; C:13,25.1014 HZ; D:25.1014 HZ;
Bài 13: Chiếu xạ điện từ có bước sóng λ vào catot tế bào quang điện êlectron quang điện bị bứt có động ban đầu cực đại 2,43.10-19J Cho biết cơng kim lại làm catơt 5,52.10-19J.
(3)2 Tính vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện bước sóng λ
3 Chiếu đồng thời xạ điện từ có bước sóng λ 1= 0,5 μ m λ = 0,4 μ m vào catôt tế bào quang
điện trên, phải đặt hiệu điện hãm để triệt tiêu dòng quang điện Cho h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.108 m/s.
Bài 14: Chiếu chìm xạ có bước sóng λ = 0,2 μ m vào km loại, êlectron quang điện bắn có động cực đại 5eV Khi chiếu vào kim loại xạ có bước sóng λ = 1,6 μ m λ = 0,1 μ m có
tượng quang điện xảy khơng: Nếu có tính động cực đại êlectron quang điện bắn Cho h = 6,625.10-34J.s; c =
3.108m/s.
Bài 15: Chiếu chùm ánh sáng có tần số f = 7.108 Hz vào hai kim loại nhôm ka li Giới hạn quang điện nhóm λ 01 = 0,36 μ m, kali λ 02 = 0,55 μ m.Hiện tượng xảy chiếu chùm ánh sáng vào nhơm kali
Tính vận tốc ban đầu cực đại cua êlectron quang điện bứt khỏi kim loại Cho biết: h = 6,625.1034J.s; c =3.108 m/s, m
e= 9,1.10-31 kg
Bài 16: Lần lượt chiếu xạ có tần số f1 =0,75.1015Hz f2 = 0,5.1015 Hz vào bề mặt nảti đo hiệu điện hãm tương ứng
U1 = 1,05V U2 = 0,03V Tính cơng na tri
Cho biết : h = 6,625.10-34J.s
Bài 17: Lần lượt chiếu xạ có tần số f1 = 9,375.1014Hz f2 = 5,769.1014Hz vào kim loại làm catôt tế bào quang
điện, người ta đo tỉ số vận tốc ban đầu cực đại êlectron quang điện Tính cơng kim loại Cho biết: h = 6,625.10-34J.s
Bài 18:Chiếu xạ điện từ có bước sóng λ = 0,14 μ m vào catơt tế bào quang điện đồng, cơng đồng A = 4,47eV.Cho biết: h =6,625.10-34J.s; c = 3.108 m/s, e = 1,6.10-19C.Trả lời câu hỏi sau:
Câu 1:Giới hạn quang điện đồng:
A 0,478 μ m B 0,406 μ m C 0,387 μ m D 0,278 μ m
Câu 2: Tính động ban đầu cực đại êlectron quang điện bứt khỏi catôt. A 7,044.10-19J B.0,406 μ m
C.7,144.10-19J D 7,204.10-19J
Câu 3: Phải đặt hiệu điện hãm để triệt tiêu dòng quang điện tế bào quang điện. A 4,50V B 4,48V C 4,40V D.4,02V
Bài 19:Ống tia X làm việc hiệu điện U = 50KV cường dộ dòng điện I = 2mA, I,s bước xạ n = 5.1013 phôtôn Biết bước
sóng trung bình tia X λ = 0,1nm.Cho biết c = 3.108 m/s, h = 6,625.10-34J.s Trả lời câu hỏi sau:
Câu 1: Tính cơng suất dịng điện sử dụng: A 300W B 400W C.500W D.530W Câu 2: Hiệu suất ống tia X:
A 0,1% B.1% C.10% D.19%
Bài 20: Một ống Rơn-ghen phát xạ có bước sóng nhỏ 5.10-11m, cường độ dóng điện qua ống 10mA.
1 Tính lượng phôton Rơn-ghen tương ứng, hiệu điện đặt vào hai cực ống Rơn- Ghen, vận tốc êlectron tới đập vào đối catơt
2 Tính số êlectron đập vào đối catôt phút
3 Người ta làm nguội đối catơt dịng nước chảy qua đối catôt mà nhiệt độ lúc khỏi đối catôt lớn nhiệt độ lúc vào 400C Tính khối lượng nươc chảy qua đối catôt phút Cho biết:Nhiệt dung riêng nước là:4200J/kg.K
Bài 21: Một ống phát tia X có hiệu điện U=2.104 V.Bỏ qua động ban đầu e lúc khỏi ca tốt.Trả lời câu hỏi sau.
Câu 1:Vận tốc e chạm tới ca tốt bao nhiêu?
A:0,838.108m/s; B:0,838.106m/s ; C:0,638.108m/s ; D:0,740.108m/s
Câu 2:Tính bước sóng cực tiểu chùm tia X phát ra
A:6,02.10-11m; B:6,21.10-11m; C:5,12.10-12m; D:4,21.10-12m.
Câu 3:Động e dập vào đối ca tốt bao nhiêu?
A:4,2.10-15J; B:3,8.10-15J; C:3,8.10-16J; D:3,2.10-15J. Bài 22:Dịng điện qua ống Rơn ghen 1,6mA.tính số e đập vào đối ca tốt 1phút