thuyết lượng tử ánh sáng Lý 12

CHỦ ĐỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG MỤC LỤC A TĨM TẮT LÍ THUYẾT Hiện tượng quang điện Định luật giới hạn quang điện 3 Thuyết lượng tử ánh sáng .3 Lưỡng tính sóng − hạt ánh sáng B PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VẬN DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN Sự truyền phôtôn Điều kiện để xảy tượng quang điện .7 Công thức Anhxtanh Tế bào quang điện Điện cực đại vật dẫn trung hoà đặt cô lập 10 Quãng đường tối đa điện trường cản .11 BÀI TẬP TỰ LUYỆN DẠNG 13 Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ELECTRON TRONG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 18 Chuyển động từ trường theo phương vng góc 18 Chuyển động điện trường .18 a Chuyển động điện trường dọc theo đường sức 18 b Chuyển động điện trường theo phương vng góc với đường sức 19 c Chuyển động điện trường theo phương 20 BÀI TẬP TỰ LUYỆN DẠNG 24 DẠNG 3: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TIA X (TIA RƠN-GHEN) 28 Tần số lớn bước sóng nhỏ chùm tia X .28 Nhiệt lượng anốt nhận 29 BÀI TẬP TỰ LUYỆN DẠNG 32 CHỦ ĐỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG 36 A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 36 Chất quang dẫn tượng quang điện .36 Quang điện trở 36 Pin quang điện 36 Hiện tượng quang điện Quang trở Pin quang điện 37 CHỦ ĐỀ MẪU NGUYÊN TỬ BO QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIDRO 39 A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 39 Mẫu nguyên tử Bo 39 a Tiên đề trạng thái dừng 39 Quang phổ vạch nguyên tử hiđrô 40 Dạng BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VẬN DỤNG CÁC TIÊN ĐỀ BO CHO NGUYÊN TỬ HIDR 40 Trạng thái dừng Quỹ đạo dừng 40 Bức xạ hấp thụ 43 Kích thích nguyên tử hidro 45 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 46 CHỦ ĐỀ HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG SƠ LƯỢC VỀ LAZE 50 A TĨM TẮT LÍ THUYẾT 50 I−SƠ LƯỢC VỀ LAZE 50 Laze gì? 50 Một số ứng dụng tia laze .50 II SỰ PHÁT QUANG 50 Hiện tượng phát quang .50 b Các loại phát quang 50 c Hai đặc điểm quan trọng phát quang 50 Các dạng quang−phát quang : lân quang huỳnh quang 50 Định luật xtốc phát quang 51 Ứng dụng 51 BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN SỰ PHÁT QUANG VÀ LASER .51 Hiện tượng phát quang .51 Laser 52 BÀI TẬP TỰ LUYỆN 55 A TÓM TẮT LÍ THUYẾT 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 phôtôn + 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 phôtôn 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 W0d = mv 02 max mv02 max c hc ε ≥ A hay h ≥ A ⇒ λ ≤ λ A Áp dụng định luật hảo tồn lượng, ta có: W0d = * Để tượng quang điện xảy ra: Đặt λ = hc ⇒ λ ≤ λ0 A 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 mô, êlectron, prôtôn, 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 nhỏ, nên tính chất sóng chúng khó phát 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 Năng lượng phôtôn: ε = hf = hc λ Gọi N số phôtôn chiếu vào hay phát giây cơng suất chùm sáng: P = Nε ⇒ N = P P Pλ = = 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 3.10 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 Số phôtôn phát từ nguồn sáng giây: N = P P Pλ 2,5.0,3.10 −6 = = = ≈ 3,37.108 ε hf hc 19,875.10 −26 Số phôtôn phát từ nguồn sáng phút: 60.N = 60.3, 77.1018 ≈ 2, 26.1020 ⇒ Chọn A Chú ý: Trong công thức ε = hc λ với λ bước sóng ánh sáng đơn sắc chân không 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 phơ tôn phô tôn A 24 lần B 50 lần C 20 lần D 230 lần Hướng dẫn hc hc ε λ n λ 2' n λ' 3.1, = = = 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 phơtơn 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 mơi trường ta biết bước sóng lượng tử λ lượng ε , chiết suất tuyệt đối mơi trường bao nhiêu? (Biết h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân không) A n = hc λε B n = hε λc C n = hε λ D n = hε c Hướng dẫn Bước sóng truyền mơi trường có chiết suất n λ bước sóng chân khơng λ = nλ nên ε= hc hc hc = ⇒n= ⇒ λ nλ ελ Chọn A Ví dụ 5: (ĐH−2012) Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0,45 µm với công 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 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 NB 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 Khơng có phơtơn đứng yên ⇒ 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 N P Pλ S= S= S 4πR ε 4πR hc 4πR S = πr = πd / cách O khoảng R n = kính r đường kính d Do đó: n = Nếu S có dạng hình trịn bán Pλ πd hc 4πR Ví dụ 7: Một nguồn sáng có cơng suất 3,58 W, phát ánh sáng tỏa theo hướng mà phơ 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= N P 3,58 S = πr = π.4.10 −6 ≈ 100 ⇒ Chọn D 2 −19 4πR ε 4πR 3,975.10 4π.300000 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 3.108 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 Á dụng: n = Pλ 4πR pd 2, 4.0, 6.10−6 π.0, 042 ⇒ 100 = hc 4πR 19,875.10−26 ⇒ R ≈ 269 ( km ) ⇒ Chọn D Chú ý: Cường độ sáng (I − đơn vị W/m2) lượng ánh sáng truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền: I= A ( J) S ( m2 ) t ( s ) = P ⇔ P = IS ⇔ Nε = IS 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 IS = P = N hc ISλ 0,15.4.10−4 ,0,39.10−6 ⇒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 Để xảy tượng quang điện thì: λ ≤ λ ⇔ ε ≥ A 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 Cách 1: λ = hc 19,875.10 −26 = = 0, 66.10 −6 ( m ) ⇒ A 1,88.1, 6.10−19 hc 6, 625.10−34.l3.108 1, 242.10−6 Chọn D 1, 242 Cách 2: λ = A = A ( eV ) 1, 6.10−19 = A ( eV ) = A ( eV ) ( µm ) ⇒ λ0 = 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 3.10 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 λ0 = hc 19,975.10−26 = ≈ 0, 276.10−6 ( m ) ⇒ λ1 ≤ λ ≤ λ ⇒ A 4,5.1, 6.10 −19 Chọn B 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 ε= hc 19,875.10 −26 1eV = 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 mv * Công thức Anhxtanh: ε = A + W0d với W0d = max I = n e 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 toán phải kèm theo giả thiết “năng lượng phơtơn = cơng + động ban đầu cực đại electron” hay “động ban đầu cực đại electron = lượng phơtơn − 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 phơtơn 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 ε = A+ mv 02 max ⇒ 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 giới hạn quang điện 0,500 µm Biết khối lượng êlectron m e = 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 = + ⇒ v max =  − ÷ ≈ 9, 61.10 ( m / s ) ⇒ Chọn A λ λ0 m  λ λ0  Ví dụ 5: Cho số Plăng 6,625.10−34 Js tốc độ ánh sáng chân không 3.108m/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) C 2,715 10−19 (J) D 1,128 10−19 (J) Hướng dẫn Wo max = hc 6, 625.10 −34.3.108 −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 số  mv12 hc ε = hf = = A + = A + eU h1  1 λ1  me, h, c, A, λ0, e, Uh  ε = hf = hc = A + mv = A + eU h2  λ2  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 v1 v2 với v2 = 0,75v1 Giới 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 ) ⇒ Chọn C 48λ1 λ0 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 ' N  h = I = n ' e    n   Trong đó, H gọi hiệu suất lượng tử h phần trăm electron đến A * Vì chương trình khơng 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 electron, 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 dịng 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 h= 30 n ' I ' = = ⇒ I = 10 ( mA ) ⇒ 100 n I bh 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 h= n' I I 1, 4.10 −6 = ⇒n= = = 35.1012 ⇒ Chọn C n en e h 1, 6.10−19.0, 25 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 hồ 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 catơt có 94 electron bị bứt Biết điện tích êlectrơn, 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 e n' Ihc 94 2, 25.10−6.19,875.10 −26 hH = = = = ⇒ h = N P Pλ e P λ 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 phơtơn 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 Khi photon có bước sóng thích hợp ( λ ≤ λ ) 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 v max 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: e Vmax = W01 = mv 02 max = 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 êlectrơn cầu kim loại 2,36 eV Chiếu ánh sáng kích thích mà photon có lượng 4,78 eV vào cầu kim loại đặt 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 khơng 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 ε = A + e Vmax ⇒ hc hc = + e Vmax ⇒ λ ≈ 0,1932 ( µm ) ⇒ Chọn λ λ0 B E − E1 = ( E − E ) + ( E − E1 ) = hc hc + λ 32 λ 21 1   1( eV ) −1,51( eV ) − E1 = 19,875.10−26  + x −10 −10 ÷ 1216.10  1, 6.10−19  6563.10 ⇒ E ≈ −13, 62 ( eV ) ⇒ Chọn B Ví dụ 6: Khi Electron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrô xác định công thức En = −13,6/n2 (eV) (với n = 1, 2, 3, ) Khi electron hong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng N quỹ đạo dừng L ngun tử phát phơtơn có bước sóng λ Khi electron chuyển tù quỹ đạo dừng O quỹ đạo dừng M ngun tử phát phơtơn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 λ2 A 25λ2 = 36 λ1 B λ2 = λ1 C 256 λ2= 675 λ1 D 675 λ2 = 256 λ1 Hướng dẫn −13,6 −13,  hc  λ = E − E = 42 − 22 = 13, 16 λ 675  ⇒ = ⇒  λ1 256  hc = E − E = −13, − −13, = 13, 16  λ 225 52 32 Chọn C Ví dụ 7: (ĐH − 2011): Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác đinh công thức En = −13,6/n2 (eV) (với n = 1, 2, 3, ) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng λ Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = ngun tử phát phơtơn có bước sóng λ Mối liên hệ hai bước sóng λ1 λ2 A 27 λ2 = 128 λ1 B λ2 = λ1 C 189 λ2 = 800 λ1 D λ2 = λ1 Hướng dẫn −13, −13,  hc  λ = E3 − E1 = 32 − 12 = 13,6 λ 800  ⇒ = ⇒  λ1 189  hc = E − E = − 13, − −13, = 13,6 21  λ 100 52 22 Chọn C Ví dụ 8: Mức lượng nguyên tử hiđrô xác định E = −13,6/n2 (eV) với n ∈ N*, trạng thái ứng với n = Khi nguyên tử chuyển từ mức lượng O N phát phơ tơn có bước sóng λ0 Khi ngun tử hấp thụ phơtơn có bước sóng λ chuyển từ mức lượng K lên mức lượng M So với λ0 λ A nhỏ 3200/81 lần B lớn 81/1600 lần C nhỏ 50 lần D lớn 25 lần Hướng dẫn −13, −13,  hc  λ = E − E = 52 − 42 = 13, 400 λ 81 ⇒ = ⇒ Chọn A  λ 3200  hc = E − E = −13, − −13, = 13,  λ 32 12 Ví dụ 9: (QG − 2015) Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái Khi chiếu xạ có tần số f vào đám nguyên tử chúng phát tối đa xạ Khi chiếu xạ có tần số f vào đám nguyên tử chúng phát tối đa 10 xạ Biết lượng ứng với trạng thái dừng ngun tử hiđrơ tính theo biểu thức En = − E0/n2 (E0 số dương, n = 1,2,3, ) Tỉ số f1/f2 A 10/3 B 27/25 C 3/10 D 25/27 Hướng dẫn Khi trạng thái En số vạch quang phổ: + Trường hợp 1: + Trường hợp 2: n ( n − 1) n ( n − 1) Áp dụng công thức: hf = E n − E1 = − E0 E + n 12 n ( n − 1) =3⇒n =3 = 10 ⇒ n = + Trường hợp 1: hf1 = = E0 E0 + = E0 32 + Trường hợp 2: hf = −E E 24 + = E0 25 52 ⇒ f1 25 = ⇒ f 27 Chọn D Chú ý: Bình thường nguyên tử trung hịa điện, để iơn hóa ngun tử hiđrơ cần phải cung cấp cho êlectron lượng để khỏi ngun tử, nói cách khác chuyển động xa hạt nhân r = ∞ Do đó, lượng cần cung cấp (năng lượng I−ơn hóa) phải đưa ngun tử hiđrơ từ mức (mức K) lên mức lượng cao (mức ∞ ), tức I = E cc = E ∞ = E K ⇒ E K = −1 EF Ví dụ 10: Trong quang phổ hidro, ba vạch ứng với dịch chuyển L − K, M − L N − M có bước sóng 0,1216 (µm), 0,6563 (µm) 1,875 (µm) Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt electron khỏi nguyên tử hiđrô từ trạng thái 13,6 (eV) Tính bước sóng ứng với dịch chuyển từ vơ M A 0,77 µm B 0,81 µm C 0,87 µm D 0,83 µm Hướng dẫn E − E1 = hc hc hc = + ⇒ E + 13, 6.1, 6.10 −19 λ 31 λ 32 λ 21 1   = 19,875.10 −26  + ⇒ E ≈ −2,387.10 −19 ( J ) −6 −6 ÷ 0, 06563.10 0,1216.10   λ = hc 19,875.10 −26 = ≈ 0,83.10 −6 ( m ) ⇒ E ∞ − E + 2, 387.10−19 Chọn D Kích thích nguyên tử hidro a Kích thích nguyên tử hidro cách cho hấp thụ phô tôn Giả sử nguyên tử hidro trạng thái E 1, hấp thụ phơ tơn có lượng ε chuyển lên trạng thái dừng En cho: En = E1 + ε Nếu En = −13,6/n2 + n ∈ N* ⇒ có hấp thụ ε 13, −13, − n2 = −13, + ε ⇒ n = −13, + ε + n ∉ N* ⇒ không hấp thụ photon ε Ví dụ 1: Khi chiếu xạ photon có lượng (eV), 10,2 (eV), 16 (eV) vào nguyên tử hiđrô trạng thái Hãy cho biết trường hợp ngun tử hiđơ có hấp thụ photon khơng? Biết mức lượng nguyên tử hiđrô hạng thái dừng xác định công thức: E n = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên A không hấp thụ phôtôn B hấp thụ phôtôn C hấp thụ phôtôn D hấp thụ phôtôn Hướng dẫn * −13, + ε = ( eV ) ⇒ n = 2,9 ∉ N ⇒ không hấp thụ n= −13, + ε * + ε = 10, ( eV ) ⇒ n = ∉ N ⇒ có hấp thụ e = 16 ( eV ) ⇒ không tồn ⇒ không hấp thụ ⇒ Chọn D Ví dụ 2: Khi kích thích nguyên tử hiđrô trạng thái cách cho hấp thụ photon có lượng thích hợp bán kính quỹ đạo dừng tăng (lần) Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên Tính lượng photon A 12,1 eV B 12,2 eV C 12,3 eV D 12,4 eV Hướng dẫn rn = n r0 = 9r0 ⇒ n =  ⇒  13, 13, ε = E − E1 = − + ≈ 12,1  Chọn A Ví dụ 3: Các mức lượng hạng thái dừng nguyên tử hidro xác định biểu thức En = −13,6/n2 (eV) (n = 1, 2, ) Nếu nguyên tử hidro hấp thụ photon có lượng 2,856 eV bước sóng nhỏ xạ mà nguyên tử hidro phát là: A 9,74.10−8m B 9,514 10−8m C 1,22 10−8m D 4,87 10−8m Hướng dẫn Từ En = −13,6/n2 (eV) suy ra: E1 = −13,6 (eV), E2 = −3,4 (eV), E3 = −68/45 (eV), E4 = −0,85 (eV), E5 = −0,544 (eV) Ta nhận thấy: E − E = 2,856 (eV), tức nguyên tử hidro mức E hấp thụ photon có lượng 2,856 eV chuyển lên mức E5 Từ mức E5 chuyển mức E1 phát xạ có lượng lớn (bước sóng nhỏ nhất): λ = λ 51 = hc = 9,514.10−8 ( m ) ⇒ E − E1 Chọn B Ví dụ 4: (ĐH − 2013) Các mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hidro xác định biểu thức En = −13,6/n2 (eV) (n = 1, 2, ) Neu nguyên tử hidro hấp thụ photon có lượng 2,55 eV bước sóng nhỏ xạ mà nguyên tử hidro phát là:  A 9,74 10−8m B l,46 10−8m C l,22.1010−8m D 4,87 10−8m Hướng dẫn n = −13, 13, 1 + ⇒ = − ⇒ m2 n n m m = −26 hc 19,875.10  13, 13,  = E − E1 ⇒ =  − + ÷.1, 6.10 −19 ⇒ λ = 9, 74.10 −8 ( m ) λ λ   ⇒ Chọn A ε = E m − E n ⇒ 2,55 = b) Kích thích nguyên tử hidro cách va chạm Nếu nguyên tử hiđrô trạng thái va chạm với electron có động W 0, trình tương tác giả sử nguyên tử đứng yên chuyển lên trạng thái dừng E n động lại electron sau va chạm W = W0 − ( E n − E1 ) Ví dụ 1: Ngun từ hiđrơ trạng thái va chạm với electron có lượng 13,2 (eV) Trong trình tương tác giả sử nguyên tử đứng yên chuyển lên trạng thái kích thích thứ hai Tìm động cịn lại electron sau va chạm Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên A 0,42 eV B 0,51 eV C 1,11 eV D 0,16 eV Hướng dẫn  −13, −13,  W = W0 − ( E3 − E1 ) = 13, −  − ÷ = 1,11( eV ) ⇒ Chọn C   Chú ý: Nếu dùng chùm electron mà electron có động W để bẳn phá khối Hidro dạng trạng thái muốn di chuyển lên En, mà khơng lên E n +1 E n − E1 ≤ W0 < E n +1 − E1 Sau khối khí hìdro phát tối đa n ( n − 1) vạch quang phổ Ví dụ 2: Dùng chùm electron (mỗi electron có động W) bắn phá khối khí hiđrơ trạng thái êlectron ngun tử chuyển quỹ đạo xa quỹ đạo N Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: E n = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên Giá trị W A 12,74 eV B 12,2 eV C 13,056 eV D 12,85 eV Hướng dẫn E − E1 ≤ W ≤ E − E1 ⇔ 12,75 ( eV ) ≤ W ≤ 13, 056 ( eV ) ⇒ Chọn D BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Xét quỹ đạo dừng nguyên tử hidro theo mơ hình Bo, bán kính quĩ đạo B thứ năm 13,25 A° Một bán kính khác 4,77 A° ứng với bán kính quĩ đạo B0 thứ A B C D Bài 2: Giả sử bán kính quỹ đạo L nguyên tử Hiđrô 2.10 −10 m Dựa vào kết tiên đề Bo, suy bán kính quỹ đạo N là: A 25.10−10m B 4.10−10m C 8.10−10m D 16.10−10m Bài 3: Các nguyên tử Hydro trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 5,3.10 −11 m, hấp thụ lương chuyển lên trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 4,77.10 −10 m Khi nguyên tử chuyển trạng thái có mức lượng thấp phát A ba xạ B xạ C hai xạ D bốn xạ Bài 4: Khối khí hiđro nhận lượng kích thích, electron chuyển lên quỹ đạo O, electron chuyển quỹ đạo bên trong, có khả phát nhiều vạch quang phổ? A B C 10 D Bài 5: Các nguyên tử hiđrô trạng thái dùng ứng với electron chuyển động quỹ đạo có bán kính lớn gấp lần so với bán kính B0 Khi chuyển trạng thái dừng có lượng thấp nguyên tử phát xạ có tần số khác Có thể có nhiều tần số? A B C D Bài 6: Chọn câu với nội dung giả thuyết Bo nói ngun tử hiđrơ? A Nếu có ngun tử hiđrơ trạng thái kích thích thứ ba sau xạ tối đa sáu phơtơn B Nếu có ngun tử hiđrơ trạng thái kích thích thứ hai sau xạ tối đa hai phơtơn C Nếu khối khí hiđrơ trạng thái kích thích thứ hai sau xạ hai vạch quang phổ D Nếu khối khí hiđrơ trạng thái kích thích thứ ba sau xạ năm vạch quang phổ Bài 7: Chọn phương án sai với nội dung giả thuyết Bo nói nguyên tử hiđrơ? Nếu có ngun tử hiđrơ trạng thái A trạng thái hấp thụ lượng thích hợp chuyển lên trạng thái có lượng cao B kích thích thứ hai sau chuyển trạng thái xạ tối đa hai phơ tơn C kích thích có khả xạ lượng mà khơng có khả hấp thụ lượng D có khả hấp thụ lượng mà khơng có khả xạ lượng Bài 8: Chọn phương án sai với nội dung giả thuyết Bo nói ngun tử hiđrơ? Neu có ngun tử hiđrơ trạng thái A kích thích thứ sau xạ phơtơn B kích thích thứ hai sau xạ tối đa hai phơtơn C kích thích thứ hai sau xạ tối đa ba phơtơn D khơng có khả xạ lượng Bài 9: Khối khí hidro hạng thái hấp thụ photon ứng với bước sóng λ chuyển lên trạng thái kích thích thứ hai Sau khối khí xạ A loại photon với bước sóng λ B hai loại photon có loại photon với bước sóng λ C ba loại photon có loại photon với bước sóng λ D ba loại photon khơng có photon với bước sóng λ Bài 10: Năng lượng trạng thái dừng ngun tử hiđrơ tính E n = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên Một ngun tử hiđrơ có electron quỹ đạo N, chuyển hạng thái dừng có mức lượng thấp hơn, theo cách phát nhiêu phôtôn Giá trị tần số phơtơn đó? A 4,57.1014 Hz B 2,92.1015Hz C 3,08.1015 Hz D 6,17.1015 Hz Bài 11: Chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng 102,5 nm qua khối khí hiđrơ nhiệt độ áp suất thích hợp thấy khối khí hiđrơ phát ba xạ có bước sóng λ < λ2 < λ3 Nếu λ3 = 656,3 nm giá trị λ1 λ2 A 97,3 nmvà 121,6 nm B 102,5 nm 121,6 nm C 102,5 nm 410,2 nm D 97,3 nm 410,2 nm Bài 12: Năng lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô: E K= −13,6 (eV), EL = − 3,4 (eV) Hằng số Plăng h = 6,625.10−−34J.S tốc độ ánh sáng chân không c = 3.10 m/s, lấy eV = 1,6.1019 J Bước sóng vạch ứng với dịch chuyển L – K là: A 0,1218 μm B 0,1219 μm C 0,1217 μm D 0,1216 μm Bài 13: Electron nguyên tử Hiđrô chuyển từ quĩ đạo có lượng E M = −1,5 eV xuống quỹ đạo có lượng EL = −3,4 eV Cho eV = 1,6.10−19J, số Plăng h = 6,625.10 −34J.s tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s Bước sóng vạch quang phổ phát A 0,654 μm B 0,653 μm C 0,643 μm D 0,458 μm Bài 14: Các mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên Hằng số Plăng h = 6,625.10 −34J.s tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s, lấy eV = 1,6.10−19 J Bước sóng vạch ứng với dịch chuyển M L A 0,65 μm B 0,68 μm C 0,67 μm D 0,66 μm Bài 15: Electron nguyên tử hiđrô dịch chuyển từ quỹ đạo dừng L ứng với mức lượng E L = − 3,4 (eV) quỹ đạo dừng K ứng với mức lượng E K = −13,6 (eV) xạ bước sóng ta chiếu xạ có bước sóng λ nói vào catốt tế bào quang điện làm kim loại có cơng electron (eV) Tính tốc độ ban đàu cực đại electron quang điện A 15.106 (m/s) B 1,6.106 (m/s) C 1/7.106 (m/s) D 1,8.106 (m/s) Bài 16: Khi chiếu xạ photon có lượng (eV), 12,75 (eV), 18 (eV) vào nguyên tử hiđrô trạng thái Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên Hãy cho biết tong trường hợp ngun tử hiđơ có hấp thụ photon khơng? Nếu có nguyên tử chuyển đến trạng thái nào? A không hấp thụ phôtôn B hấp thụ phôtôn C híp thụ phơtơn D hấp thụ phôtôn Bài 17: Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: E = −13,60 (eV), E2 = −3,40 (eV), E3 = −1,51 (eV), E4 = −0,85 (eV), Khi chiếu xạ photon vào nguyên tử hiđrơ trạng thái phơtơn có lượng sau không bị hấp thụ? A 11,12 eV B 12,09 eV C 12,75 eV D 10,02 eV Bài 18: Nguyên tử hiđrô trạng thái va chạm với electron có lượng 10,6 (eV) Trong trình tương tác giả sử nguyên tử đứng yên chuyển lên trạng thái kích thích Tìm động cịn lại electron sau va chạm Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên A 0,3 eV B 0,5 eV C 0,4 eV D 0,6 eV Bài 19: Dùng chùm electron bắn phá khối khí hiđrơ trạng thái Muốn thu vạch quang phổ động electron có giá trị nào? Biết mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: En = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên A 12,1 eV − 12,75 eV B 12,2 eV − 12,75 eV C 12,3 eV − 12,65 eV D 12,1 eV − 12,65 eV Bài 20: Giá trị lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô cho công thức En = −13,6/n2 (eV), n số tự nhiên Hãy xác định bước sóng vạch quang phổ ngun tử hiđrơ xuất bắn phá nguyên tử hiđrô trạng thái chùm electron có động 12,5 (eV) A 0,1228 μm; 0,1028 μm; 0,6575μm B 0,1228 μm; 0,1027 μm; 0,6576 μm C 0,1218 pin; 0,1028 μm; 0,6576μm D 0,122(5 μm; 0,1028μm; 0,6576 μm Bài 21: Trong quang phổ vạch hiđrơ (quang phổ hiđrơ), bước sóng vạch ứng với chuyển êlectrôn (êlectron) từ quỹ đạo L quỹ đạo K 0,1217 μm, vạch ứng với chuyển M L 0,6563 μm Bước sóng vạch ứng với chuyển M K A 0,3890 μm B 0,5346 μm C 0,1027 μm D 0,7780 ịim Bài 22: Trong quang phổ hidro ba vạch ứng với dịch chuyển L K , M K N K có bước sóng A1 = 1216 (A°), A2 = 1026 (A°) λ1= 937 (A°) Hỏi nguyên tử hiđrơ bị kích thích cho electron chuyển lên quỹ đạo dừng N ngun tử phát vạch dãy Banmer? Tính bước sóng vạch A 0,6564 μm, 0,4869 μm B 0,6566 μm, 0,4869 μm C 0,6565 μm, 0,4869 μm D 0,6566 μm, 0,4868μm Bài 23: Với ngun tử Hiđrơ ngun tít bị kích thích, electron chuyển lên quỹ đạo M chuyển trạng thái phát số xạ : A xạ B xạ C xạ D xạ Bài 24: Các mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng xác định công thức: E n = −13,6/n2 (eV) với n số nguyên; n = ứng với mức K; n = 2, 3, ứng với mức kích thích L, M, N Biết khối lượng electron 9,1.10−31 (kg) Tốc độ electron quỹ đạo dùng thứ A 0,53.106 (m/s) B 0,63.106 (m/s) C 0,73.106 (m/s) D 0,83.106 (m/s) Bài 25: Vạch quang phổ ứng với dịch chuyển L K ứng với dịch chuyển M L quang phổ Hiđrô 2,46.1015Hz 4,6.1014Hz Tần số ứng với dịch chuyển M K A l,92.1015Hz B 2,14.1015Hz C 2,92.1015Hz D 7,06.1015Hz Bài 26: Trong quang phổ hidro ba vạch ứng với dịch chuyển L K , M K N K có bước sóng 0,1220 μm; 0,1028 μm; 0,0975 μm? Tính lượng phôtôn ứng với ứng với dịch chuyển N L Cho số Plăng h = 6,625.10−34 J.s; tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s A 4,32.10−19 J B 4,56 10−19 J C 4,09 10−19 J D 4,9 10−19 J ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN 1.C 11.B 2.C 12.A 3.A 13.A 4.C 14.D 5.B 15.C 6.B 16.C 7.C 17.A 8.C 18.C 9.C 19.A 10.A 20.C 21.C 22.B 23.A 24.C 25.C 26.C 27 28 29 30 HẾT - CHỦ ĐỀ HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG SƠ LƯỢC VỀ LAZE A TĨM TẮT LÍ THUYẾT I−SƠ LƯỢC VỀ LAZE Laze gì? Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng Đặc điểm tia laze: có tính đơn sắc, tính kết hợp, tính định hướng cao có cường độ lớn Một số ứng dụng tia laze − Tia laze có ưu đặc biệt thơng tin liên lạc vô tuyến (như truyền thông tin cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển tàu vũ trụ, ) − Tia laze dùng dao mổ phẫu thuật mắt, để chữa số bệnh da (nhờ tác dụng nhiệt), − Tia laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng Các laze thuộc loại laze bán dẫn − Ngoài ra, tia laze cịn dùng để khoan, cắt, tơi, xác vật liệu cơng nghiệp II SỰ PHÁT QUANG Hiện tượng phát quang a Sự phát quang Sự phát quang dạng phát ánh sáng phổ biến tự nhiên Có số chất (ở thể rắn, lỏng, khí) hấp thụ lượng dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy Các tượng gọi phát quang b Các loại phát quang Hiện tượng quang−phát quang: tượng số chất có khả hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Ví dụ: Nếu chiếu chùm xạ tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin dung dịch phát ánh sang màu lục Ở đây, xạ tử ngoại ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục fluorexêin phát ánh sáng phát quang Hiện tượng hóa−phát quang VD: phát quang đom đóm, phát quang catơt hình tivi, phát ánh sáng phơtpho bị ơxi hố khơng khí Hiện tượng điện − phát quang đèn LED c Hai đặc điểm quan trọng phát quang + Mỗi chất phát quang có quang phổ đặc trưng cho + Sau ngừng kích thích, phát quang số chất tiếp tục kéo dài thêm khoảng thời gian đó, ngừng hẳn Khoảng thời gian từ lúc ngừng kích thích lúc ngừng phát quang gọi then gian phát quang Tuỳ theo chất phát quang mà thời gian phát quang kéo dài từ 10−10 s đến vài ngày Chú ý: Sự phát quang xảy nhiệt độ bình thường Các dạng quang−phát quang : lân quang huỳnh quang Người ta thấy có hai loại quang−phát quang, tuỳ theo thời gian phát quang: huỳnh quang lân quang a Huỳnh quang phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10 −8s) Nghĩa ánh sáng phát quang tắt sau tắt ánh sáng kích thích Nó thường xảy với chất lỏng chất khí b Lân quang phát quang có thời gian phát quang dài (10 −8s trở lên); thường xảy với chất rắn Các chất rắn phát quang loại gọi chất lân quang Chú ý: + Chất lỏng fluorexein chiếu sáng tia tử ngoại phát ánh sáng màu lục ngưng phát sáng nhanh sau ngừng chiếu sáng + Tinh thể kẽm sunfua chiếu sáng tia tử ngoại, tia Rơn−ghen, phát ánh sáng nhìn thấy Định luật xtốc phát quang Ánh sáng phát quang có bước sóng λ’ dài bước sóng ánh sáng kích thích λ: λ’ > λ Giải thích: Mỗi nguyên tử hay phân tử chất phát quang hấp thụ hoàn toàn photon ánh sáng kích thích có lượng hc/λ để chuyển sang trạng thái kích thích Khi trạng thái kích thích, nguyên tử hay phân tử va chạm với nguyên tử hay phân tử khác bị phần lượng Khi trở trạng thái bình thường phát photon có lượng hc/ λ’ nhỏ hon: hc/ λ’ < hc/A ⇒ λ’> λ Ứng dụng Các loại tượng phát quang có nhiều ứng dụng khoa học, kĩ thuật đời sống, sử dụng đèn ống để thắp sáng, hình dao động kí điện tử, tivi, máy tính, sử dụng sơn phát quang quét biển báo giao thông Chú ý: Các loại son vàng, xanh, đỏ quét số biển báo giao thông, đầu cọc giới đường chất lân quang có thời gian kéo dài khoảng vài phần mười giây 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 Xtốc: 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'  ⇒ = =  P N ε N λ  P ' = N ' ε ' = N ' hc  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 λ' = 3.108 = 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 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 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 0,5 N λ Chọn B 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 công suất ánh sáng phát quang 0,01 cơng 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 λ Chọn C 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 công 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% ⇒ ⇒ W n hc n λ 100 0,52 λ Chọn D 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 cơng suất chùm sáng phát quang 20% công suất chùm sáng kích thích Tỉ số số phơtơn ánh sáng phát quang số phơtơn 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 mơi trường thơng 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 ngồi da nhờ vào tác dụng nhiệt Trong thơng 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? A Có tính định hướng cao B Khơng bị khúc xạ qua lăng kính, C Có tính đcm sắc cao D Có mật độ cơng 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 cơng 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 môi 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 Thời gian cần để nấu chảy khối thép: t = Q 944240 1h = x ≈ 26 ( h ) ⇒ P 10 3600 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 t0 = 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: T C = 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 ≈ 1,57.10 −9 ( m ) m = Vρ ≈ 122, 46.10 −17 ( kg ) Thể tích thép cần nấu chảy V = 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 ) Thời gian khoan thép t = Q ≈ 1,16 ( s ) ⇒ Chọn P B 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 mm3 nước nhiệt độ ban đầu 37°C khoảng thời gian s laze laze phải có cơng suất A 4,5 W B 3,5 W C 2,5 W D 1,5 W Hướng dẫn −9 Khối lượng mm nước: m = VD = 10 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 = 10−6.2260.10 = 2, 26 J Nhiệt lượng tổng cộng để chuyển toàn lmm3 nước từ thể lỏng sang thể là: Q = Q2 + Q2 = 2,52334 J Công suất laze: P = Q 2,52334 = ≈ 2,5 ( W ) ⇒ t Chọn C 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 mô mềm Biết thể tích nước bốc s 3,5 mm 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 Độ sâu viết cắt h = V 3,5 = = 3,5 ( mm ) ⇒ S Chọn C Ví dụ 8: (THPTQG − 2017) Trong y học, người ta dùng laze phát chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" mô mềm Biết để đốt phần mơ mềm tích mm phần mơ cần hấp thụ hồn tồn lượng 45.1018 phôtôn chùm laze Coi trung bình để đốt hồn tồn mm 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 * Từ Q = N hc 19,875.10−26 ⇔ 6,625 = 45.1018 ⇒ λ = 0,589.10 −6 ( m ) ⇒ Chọn A λ λ 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 = 3.10 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 N= W0 Pt tPλ 10−7.1011.0,52.10 −6 = = = ≈ 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 a) Khoảng cách Trái Đất Mặt Trăng: L = c = 3.108 2,667 ≈ 4.108 ( m ) W0 10.103 = = 1111 ( W ) τ 100.10−9 W Wλ c) Số phôtôn chứa xung ánh sáng: N = = ≈ 262.1020 ε hc −9 l = c τ = 3.10 100.10 = 30 ( m ) d) Độ dài xung ánh sáng: b) Công suất chùm laze: P = 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 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 đơi 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 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 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 50 B 60 C 100 D 200 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 phôtôn 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 B Cường độ cao C Độ đơn sắc cao D Độ định hướng cao Bài 21: Tia laze khơng có A Màu trắng 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 phôi 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 ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN 1.C 11.D 21.A 2.B 12.B 22.A 3.C 13.B 23.D 4.D 14.A 24.B 5.D 15.C 25.C 6.A 16.D 26.C 7.C 17.D HẾT - 8.B 18.B 9.D 19.B 10.C 20.D ... 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. .. (ĐH−2 012) 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. .. 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)