PHÀN LƯỢNG TỬ ÁNH SANG 2010 -2011 Bài 1: Chiếu 1 chùm bức xạ có bước sóng 0,18 m λ µ = vào Catot của một TBQĐ. Kim loại có công thoát là 0 0,3 m λ µ = a) Tìm công thoát của e khỏi kim loại b) Tìm vận tốc ban đầu cực đại c) Để tất cả các e đều giữ lại ở Catot thì hiệu điện thế hmax phải bằn bao nhiêu? Bài 2: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,546 m λ µ = lên Catot của một TBQĐ thu được dòng bão hòa có cường độ 2mA, công suất bức xạ điện từ 1,515W. 1) Tìm hiệu suất lượng tử của hiện tượng quang điện 2) Giả sử các e được tách ra bằng màn chắn để lấy một chùm hẹp hướng vào từ trường đều có cảm ứng từ B = 10 -4 T sao cho B ur vuông góc với vận tốc ban đầu các e. Biết quỹ đạo các e có bán kính cực đại là 23,32 mm a. Xác định vân tốc ban đầu cực đại của các e b. Tính giới hạn quang điện của kim loại dùng làm Catot. Bài 3: Công thoát của e khỏi đồng LÀ 4,54 eV 1. Tính giới hạn quang điện của đồng 2. Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,14 m λ µ = vào một quả cầu bằng đồng đặt cô lập về điệnthì quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu. Vận tốc ban đầu cực đại của e là bao nhiêu? 3. Chiếu một bức xạ điện từ vào một quả cầu cô lập về điện thì quả cầu đạt được điện thế cực đại là 3V. Tính bước sóng của bức xạ và vân tốc ban đầu cực đại của các e bức ra khỏi quả cầu. Bài 4: Khi chiếu lần lượt 2 bức xạ điện từ có bước sóng 1 0,25 m λ µ = và 2 0,3 m λ µ = vào một tấm kim loại thì người ta xác định được vận tốc ban đầu cực đại của các e lần lượt là: 7,31.10 5 m/s, 4,93.10 5 m/s 1. Xác định khối lượng của e 2. Tìm giới hạn quang điện của kim loại nói trên. 3. Khi chiếu một bức xạ điện từ khác có bước sóng λ vào tấm kim loại nói trên được đặt cô lập về điện thì điện thế cực đại đạt được là 3V. Hãy tìm bước sóng λ . Bài 5: Kim loại dùng làm Catot của TBQĐ có công thoát là A = 2,2 eV. Chiếu vào Catot một bức xạ điện từ có bước sóng λ . Muốn triệt tiêu dòng quang điện người ta phải đặt vào giữa Anot và Catot một hiệu điện thế hãm 0,4V. Hãy tính: 1. Giới hạn quang điện của kim loại 2. Vận tốc ban đầu cực đại 3. Bước sóng và tần số của bức xạ điện từ. Bài 6: Khi chiếu bức xạ có bước sóng 1 0,236 m λ µ = vào Catot của TBQĐ thì các e đều bì giữ lại bởi hiệu điện thê hãm U 1 = 2,749V. Khi chiếu bức xạ có bước sóng 2 0,138 m λ µ = vào Catot của TBQĐ thì các e đều bì giữ lại bởi hiệu điện thê hãm U 2 = 6,487V. 1. Xác định hằng số Plang và bước sóng giới hạn của kim loại dùng làm Catot. 2. Khi chiếu bức xạ 3 0,41 m λ µ = tới Catot với công suất 3,03W thì cường độ dòng quang điện bão hòa 2mA. Tính số photon đập vào và số e bật ra khỏi Catot trong 1s. Bài 7: Khi chiếu bức xạ có tần số f = 2,538.10 -5 Hz lên một kim loại dùng làm Catot của một TBQĐ thì các e bật ra đều bị giữ lại bởi U h = 8V.Nếu chiếu đồng thời lên kim loại trên các bức xạ 1 0,4 m λ µ = và 2 0,6 m λ µ = thì hiện tượng quang điện có xảy ra không? Tính động năng ban đầu cực đại của các e . Bài 8: Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 m λ µ = vào bề mặt Catot của một TBQĐ ta được một dòng quang điện bão hòa có cường độ 98mA, dòng quang điện có thể làm triệt tiêu bởi U h = 1,26V. 1. Tìm công thoát của e đối với kim loại làm Catot và vận tốc ban đầu cực đại của các e . 2. Giả sử cứ 2 photon đập vào Catot thì làm 1 e bật ra .Tính công suất của nguồn bức xạ chiếu vào Catot. Bài 9: Catot của một TBQĐ làm bằng kim loại có giối hạn quang điện 0 0,275 m λ µ = 1. Tính công thoát của e đối với kimloaij đó 2. Tấm kim loại nói trên được chiếu sáng đồng thời bởi hai bức xạ 1 0,2 m λ µ = và một có tần số f 2 = 1,67.10 15 Hz. Tính điện thế cực đại của tấm kim loại đó 3. Khi rọi bức xạ có bước sóng 1 0,2 m λ µ = vào TBQĐ kể trên, để không có 1 e về được Anot thì hiệu điện thế hãm là bao nhiêu? Bài 10: Chiếu môt bức xạ có bước sóng 0,438 m λ µ = vào Catot của một TBQĐ . 1. Tính vận tốc ban đầu cực đại của các e khi Catot la Zn có công thoát là 56,8.10 -20 J và khi Catot la Kali có giới hạn quang điện 0 0,62 m λ µ = . 2. Biết cường độ dòng quang điện bão hòa 3,2mA. Tính số e được giải phóng từ Catot trong 1s. Nếu cường độ chùm bức xạ tăng lên n lần thì N e thay đổi thế nào? Bài 11: Công thoát của e khỏi kim loại Na 2,48eV dùng làm Catot cho TBQĐ. Khi được chiếu sáng bằng bức xạ có bước sóng 0,36 m µ thì dòng quang điện có cường độ 0,36 A µ . Hãy tính: 1. Giới hạn quang điện của Na. 2. Vận tốc ban đầu cực đại của các e 3. Số e bức ra khỏi Catot trong 1s 4. Hiệu điện thế hãm đặt vào để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện. Bài 12: Một điện cực phăng làm bằng Nhôm có công thoát: 3,74eV được chiếu bằng bức xạ có bước sóng 0,083 m λ µ = 1. Electron có thể rời xa điện cực một đoạn tối đa là bao nhiêu theo phương điện trường nếu đặt điện cực trong một điện trường đềucản lại chuyển động của e với cường độ: E = 1500V/m. 2. Nếu không có điện trường hãm đó và điện cực được nối đất qua điện trở R = 1k Ω thì cường độ dòng điện cực đại qua điện trở là bao nhiêu? Bài 13: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,56 m λ µ = vào Catot của một TBQĐ, electron thoát ra từ Catot có động năng biến thiên từ 0 đến 5,38.10 -20 J. 1. Mắt người có nhìn thấy bức xạ không , màu gì? 2. Tính công thoát của kim loại dùng làm Catot và giới hạn quang điện của kim loại đó? Đây là kim loại nòa? Bài 14: Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 m µ vào Catot của TBQĐ thì các e có vận tốc ban đầu cực đại là v 1 , thay bức xạ khác có tần số 16.10 14 Hz thì vận tốc ban đầu cực đại của các e là v 2 với v 2 = 2v 1 . 1. Tính công thoát của e của kim loại, xác định độ tăng hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện sau 2 lần chiếu. 2. Trong 2 lần chiếu cường độ dòng quang điện bão hòa đều bằng 8mA và hiệu suất lượng tử đều bằng 5% . Hỏi bề mặt Catot nhận được công suất bức xạ bao nhiêu trong mỗi lần chiếu. Bài 15: Một TBQĐ, khi chiếu vào một bức xạ có bước sóng 0,4 m λ µ = vào bề mặt Catot thì tạo ra dòng quang điện bão hòa có cường độ I. Người ta triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện bằng hiệu điện thế hãm 1,2V. 1. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các e . 2. Tìm công thoát của e 3. Tìm cường độ dòng quang điện bão hòa I, biết công suất của chùm bức xạ chiếu vào Catot là 2W và giả sử hiệu suất quang điện là 100%. Bài 16: Chiếu 1 chùm bức xạ có bước sóng 0,56 m λ µ = vào Catot của TBQĐ 1. Biết rằng cường độ đòng quang điện bão hòa là 2 mA.Tín xem mỗi giây có bao nhiêu e được giải phóng khỏi Catot. 2. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp e rồi hướng vào trong 1 từ trường đều có cảm ứng từ B = 7,64.10 -5 T sao cho B v⊥ ur r thì ta thấy quỹ đạo của các e đó trong từ trường đều đó là đường tròn mà bán kính lớn nhất là 2,5 cm a. Chứng tỏ các e quang điện chuyển động tròn đều b. Xác định vận tốc ban đầu cực đại của các e quang điện. c. Tính giới hạn quang điện của kim loại Bài 17: Trong quang phổ của nguyên từ Hydro bước sóng λ của các vach quang phổ như sau: Vạch thứ nhất của dãy Laiman 0,121568 m λ µ = Vạch H γ của dãy Banme 0,656279 m λ µ = Ba vạch đầu tiên của dãy Pasen: 1,8751 m λ µ = ; 1,2818 m λ µ = ; 1,0938 m λ µ = Tính tần số dao động của các bức xạ tren Tính bước sóng của 2 vạch quang phổ thứ 2 và thứ 3 của dãy Laiman và các vạch còn lại của dãy Banme. Bài 18: Trong nguyên tử Hydro bán kính của các quỹ đạo dừng và năng lượng các e trên các quỹ đạo đó có biểu thức: 2 0 0 ( ) n r r n A= ; 0 2 n E E n = − (eV); n = 1,2 Trong đó r 0 = 0,53A 0 ; E 0 = 13,6MeV, n là các số nguyên tương ứng với các mức quỹ đạo K,L,M, . 1. Xác định bán kính quỹ đạo thứ 2 thứ 3 và tính vận tốc các e trên các quỹ đạo đó. 2. Biểu diễn các chuyển dời sau đây trên so đồ các mức năng lượng của nguyên tử Hydro: a. Từ trạng thái cơ bản đầu tiên (n =1 ) đến trạng thái kích thích thứ 2 ( n=3) b. Từ trạng thái n =4 đến trạng thái n = 2. c. Chuyển dời ứng với sự ion hóa chất khí nguyên tử H ở trạng thái cơ bản. 3.Tính bước sóng của các photon tương ứng với các mức chuyển dời trên. Bài 19: Các mức năng lượng của nguyên tử H được cho bởi công thức: 0 2 n E E n = − Với E 0 = 13,6eV. Và n = 1,2,3,4 tương ứng với các quỹ đạo. 1. Khi kích thích nguyên tử H ở trạng thái cơ bản bằng việc hấp thụ photon có năng lượng thích hợp, bán kính quỹ đạo dừng của các e tăng lên 9 lần.Tìm các bước sóng khả dĩ của bác xạ mà nguyên tử có thể phát ra. 2. Khi cung cấp cho nguyên tử H ở trạng thái cơ bản các photon có năng lượng 6eV; 12,75eV; 18eV thì trong mỗi trường hợp trên nguyên tử có thể hấp thụ được photon không? 3. Nguyên tử H ở trạng thái cơ bản va chạm với 1 e có năng lượng 10,6eV. Trong quá trình tương tác giả sử nguyên tử đứng yên và chuyển lên trạng thái kích thích đầu tiên. Tìm động năng của e sau va chạm. Bài 20: a. dùng chùm e bắn vào nguyên tử H để kích thích nó.Muốn thu được 3 và chỉ vạch phát xạ thì động năng của e phải bằng bao nhiêu? 3 vạch đó thuộc dãy vạch nào? b. Một photon có năng lượng 16eV làm bật e ra khỏi nguyên tử H ở trạng thái cơ bản.Tính vận tốc các e khi bật ra khỏi nguyên tử. . PHÀN LƯỢNG TỬ ÁNH SANG 2010 -2011 Bài 1: Chiếu 1 chùm bức xạ có bước sóng 0,18 m λ µ = vào Catot của một TBQĐ tất cả các e đều giữ lại ở Catot thì hiệu điện thế hmax phải bằn bao nhiêu? Bài 2: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,546 m λ µ = lên Catot của một