Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện: λ ≤ λ 0.. + Định luật qua[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1 Hiện tượng quang điện
Hiện tượng quang điện ngồi: Khi chiếu chùm tia sáng thích hợp vào bề mặt kim loại làm cho electron bứt khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện(hay gọi tượng quang điện ngồi) , electron khỏi bề mặt kim loại gọi electron quang điện
2 Các định luật quang điện
+ Định luật quang điện thứ (định luật giới hạn quang điện):
Đối với kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hay giới hạn quang điện λ0 kim loại đó, gây tượng quang điện: λ ≤ λ0
+ Định luật quang điện thứ hai (định luật cường độ dòng quang điện bảo hòa): Đối với ánh sáng thích hợp (có λ ≤ λ0), cường độ dòng quang
điện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích
+ Định luật quang điện thứ ba (định luật động cực đại quang electron):
Động ban đầu cực đại quang electron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích chất kim loại
3 Thuyết lượng tử ánh sáng
+ Chùm ánh sáng chùm phơtơn (các lượng tử ánh sáng) Mỗi phơtơn có lượng xác định (năng lượng phô tôn ɛ = hf (J) Nếu chân khơng ε=h.f=h.c/λ
f tần số sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng
h=6,625.10-34 J.s : số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng chân không
+ Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát giây
(2)+ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s chân không
+ Năng lượng phôtôn nhỏ Một chùm sáng dù yếu chứa nhiều phôtôn nhiều nguyên tử, phân tử phát Vì ta nhìn thấy chùm sáng liên tục
+Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phơtơn đứng n
4 Giải thích định luật quang điện
+ Công thức Anhxtanh tượng quang điện:
2 max
1
hc hc
mv
+ Giải thích định luật thứ nhất:
Để có tượng quang điện lượng phơtơn phải lớn cơng thốt:
0
hc hc
hf A
-với λ0 giới hạn quang điện kim loại: λ0 = hc/A
-Cơng e khỏi kim loại : A=hc/λ0
-Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện : f0=c/λ0
với : V0 vận tốc ban đầu cực đại quang e (Đơn vị V0 m/s)
λ0 giới hạn quang điện kim loại làm catot (Đơn vị λ0 m; μm; nm;pm)
m (hay me ) = 9,1.10-31 kg khối lượng e; e = 1,6.10-19 C điện tích nguyên tố
; 1eV=1,6.10-19J
+ Bảng giá trị giới hạn quang điện:
Chất kim loại λo(µm) Chất kim loại λo(µm) Chất bán dẫn λo(µm)
Bạc 0,26 Natri 0,50 Ge 1,88
Đồng 0,30 Kali 0,55 Si 1,11
Kẽm 0,35 Xesi 0,66 PbS 4,14
Nhôm 0,36 Canxi 0,75 CdS 0,90
(3)Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói 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 có lượng lớn tính chất hạt thể rõ, tượng quang điện, khả đâm xuyên, khả phát
quang…,còn 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 tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, cịn tính chất hạt mờ nhạt
II BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Biết cơng kim loại 4,14 eV Giới hạn quang điện
A 0,50 m B 0,26 m C 0,30 m D 0,35 m
Câu 2: 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 = 3.108 m/s eV = 1,6.10-19 J Giới
hạn quang điện?
A 0,33 μm B 0,22 μm C 0,66 10-19 μm D 0,66 μm Câu 3: Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng 0,4 μm Mỗi phơtơn ánh sáng
mang lượng xấp xỉ
A 4,97.10-31J B 4,97.10-19J C 2,49.10-19J D 2,49.10-31J
Câu 4: Biết cơng kim loại 3,74 eV Giới hạn quang điện A 0,532m B 0,232m C 0,332m D 0,35 m
Câu 5: Cơng thóat êlectron khỏi kim lọai 3,6.10-19J, số Plăng h = 6,625.10-34J.s,
vận tốc ánh sáng chân không c = 3.108m/s Chiếu chùm sáng có bước sóng 0,3μm vào
kim loại Tính vận tốc ban đầu cực đại quang electron
(4)Câu 6: Cơng êlectron kim loại 7,64.10-19J Chiếu vào bề mặt kim loại
này xạ có bước sóng 1 = 0,18 m, 2 = 0,21 m 3 = 0,35 m Lấy h =6,625.10 -34 J.s, c = 3.108 m/s Bức xạ gây tượng quang điện kim loại đó?
A Hai xạ (1 2) B Khơng có xạ ba xạ C Cả ba xạ (1, 2 3) D Chỉ có xạ 1
Câu 7: Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K ngun tử
phát phơtơn có bước sóng 0,1026 µm Lấy h = 6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19 C c =
3.108m/s Năng lượng phôtôn
A 1,21 eV B 11,2 eV C 12,1 eV D 121 eV
Câu 8: Khi chiếu hai xạ điện từ có bước sóng 1 2với 2= 21 vào kim loại tỉ số động ban đầu cực đại quang êlectron bứt khỏi kim loại Giới hạn quang điện kim loại 0 Mối quan hệ bước sóng 1 giới hạn quang điện 0
A 1 0
B 1 0
7
C 1 0
16
D 1 0
16
Câu 9: Khi chiếu hai ánh sáng có tần số f1 = 1015Hz f2 = 1,5.1015Hz vào kim loại làm
catốt tế bào quang điện, người ta thấy tỉ số động ban đầu cực đại electron quang điện Tần số giới hạn kim loại
A f0 = 1015Hz B f0 = 1,5.1015Hz
C f0 = 5.1015Hz D f0 = 7,5.1014Hz
Câu 10: Chiếu xạ có tần số f, 2f, 4f vào catốt tế bào quang điện
thì vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện v, 2v, kv Giá trị k
A 10 B 4 C D 8
Câu 11: Chiếu xạ có tần số f1 f2 vào catốt tế bào quang điện, sau
đó dùng hiệu điện hãm có độ lớn U1 U2 để triệt tiêu dòng quang điện
Hằng số Plăng tính từ biểu thức biểu thức sau
) U U (
(5)C h = 1 f f ) U U ( e
D h =
2 f f ) U U ( e
Câu 12: Chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1và λ2 vào kim loại Các
electron bật với vận tốc ban đầu cực đại v1 v2 với v1= 2v2 Tỉ số hiệu điện hãm h h U U
để dòng quang điện triệt tiêu
A 2 B 3 C 4 D 5
Câu 13: Chiếu xạ điện từ có bước sóng = 0,075μm lên mặt catốt tế bào
quang điện có cơng 8,3.10-19J Các electron quang điện tách chắn
để lấy chùm hẹp hướng vào từ trường có cảm ứng từ B =10–4 T, cho B
vng góc với phương ban đầu vận tốc electron Bán kính cực đại quỹ đạo electron
A 11,375cm B 22,75cm C 11,375mm D 22,75mm
Câu 14: 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
1 A 16
B C
7 16
D
Câu 15: Lần lượt chiếu xạ có bước sóng 10,35m 2vào bề mặt kim loại vận tốc
ban đầu cực đại electron quang điện ứng với xạ1gấp hai lần xạ2 Biết giới hạn quang điện kim loại 0 0,66m Bước sóng 2bằng:
A 0,40m B 0,48m C 0,54m D 0,72m
Câu 16: Trong thí nghiệm hiệu ứng quang điện, người ta làm triệt tiêu dịng
quang điện cách dùng điện áp hãm có giá trị 3,2V Người ta tách chùm hẹp electron quang điện hướng vào từ trường đều, theo hướng vng góc với đường cảm ứng từ Biết bán kính quỹ đạo lớn electron 20cm Từ trường có cảm ứng từ là:
(6)Câu 17: Một cầu đồng cô lập điện chiếu xạ điện từ có λ= 0,14μm
Cho giới hạn quang điện Cu 0,3μm Tính điện cực đại cầu
A 6,5V B 4,73V C 5,43V D 3,91V
Câu 18: Khi chiếu xạ điện từ có bước sóng 0,5micromet vào bề mặt tế bào quang
điện tạo dòng điện bão hịa 0,32A Cơng suất xạ đập vào Catot P = 1,5W Tính
hiệu suất tế bào quang điện
A 26% B 17% C. 64% D 53%
Câu 19: Cơng electron khỏi đồng 4,57eV Chiếu xạ có bước sóng 0,14m vào
quả cầu đồng đặt xa vật kháC Tính giới hạn quang điện đồng điện cực đại
mà cầu đồng tích
A 0,27.10-6 m; 4,3 V B 0,27.10-6 m; 4,9 V
C 0,37.10-6 m; 4,3 V D 0,37.10-6 m; 4,9 V
Câu 20: Chiếu xạ có bước sóng 0,405m vào kim loại quang electron có
vận tốc ban đầu cực đại v1 Thay xạ khác có tần số 16.1014Hz vận tốc ban đầu cực
đại quang electron v2 = 2v1 Tìm cơng electron kim loại
A 2.10-19 J B 3.10-19 J C 4.10-19 J D 1.10-19 J
ĐÁP ÁN
1 10
C D B C A A C D D A
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
(7)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh
tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thày Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp
dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia