II. Câu hỏi và bài tập
Chơng 7: Lợng tử ánh sáng I Hệ thống kiến thức trong ch ơng
1. Hiện tợng quang điện: Khi chiếu một chùm ánh sáng có bớc sóng thích hợp vào một tấm kim loại thì làm cho các electron ở mặt kim loại bị bứt ra, đó là hiện tợng quang điện ngoài.
2. Các định luật quang điện:
a. Định luật 1: Hiện tợng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có b- ớc sóng nhỏ hơn, hoặc bằng bớc sóng λ0. λ0 đợc gọi là giới hạn quang điện của kim loại: λ≤λ0.
b. Định luật 2: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (λ≤ λ0) cờng độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cờng độ chùm sáng kích thích.
c. Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc cờng độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại. 3. Thuyết lợng tử ánh sáng.
“Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn. Phôtôn có vận tốc của ánh sáng, có một động lợng xác định và mang một năng lợng xác định ε = hf, chỉ phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ đó đến nguồn sáng. Cờng độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.”
4. Công thức Anhstanh về hiện tợng quang điện.
2mv mv A hf 2 max 0 + =
với A là công thoát electron khỏi kim loại, v0max là vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.
5. Hiện tợng quang điện cũng đợc ứng dụng trong các tế bào quang điện, trong các dụng cụ để biến đổi các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện.
6. Hiện tợng quang dẫn là hiện tợng giảm mạnh điện trở của các bán dẫn khi bị chiếu sáng. Trong hiện tợng quang dẫn, ánh sáng dã giải phóng các electron liên kết để tạo thành các electron dẫn và lỗ trống tham gia quá trình dẫn điện. Hiện tợng này là hiện tợng quang điện trong. Hiện tợng quang dẫn, hiện tợng quang điện trong đợc ứng dụng trong các quang điện trở, pin quang điện.
7. Mẫu nguyên tử Bo.
Các tiên đề của Bo.
a. Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái dừng có mcs năng lợng xác định.
b. Tiên đề 2: Khi chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lợng Em sang trạng thái mức năng lợng En < Em thì nguyên tử phát ra phôtôn có tần số f xác định bởi:
Em – En = hf với h là hằng số Plăng.
Ngợc lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng En mà hấp thụ đợc một phôtôn có tần số trên đây thì nó chuyển sang trạng thái Em.
Mẫu nguyên tử Bo giải thích đợc cấu tạo quang phổ vạch của hiđrô nhng không giải thích đợc cấu tạo của các nguyên tử phức tạp hơn.
8. ánh sáng có lỡng tính chất sóng – hạt.
Tính chất sóng thể hiện rõ với ánh sáng có bớc sóng dài, còn tính chất hạt thể hiện rõ với ánh sáng có bớc sóng ngắn.
9. Màu sắc các vật phụ thuộc vào sự hấp thụ lọc lựa và phản xạ lọc lựa của các vật (phản xạ lọc lựa của chất cấu tạo vật và của lớp chất phủ trên bề mặt vật) đối với ánh sáng chiếu vào vật. 10. Trong hiện tợng phát quang, bớc sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bớc sóng ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ.
11. Tia laze là ánh sáng kết hợp, rất đơn sắc. Chùm tia laze rất song song, có công suất rất lớn.
II. Câu hỏi và bài tập
Chủ đề 1: Hiện t ợng quang điện ngoài, thuyết l ợng tử ánh sáng
7.1 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp.
B. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi nó bị nung nóng. C. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một điện trờng mạnh.
D. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch.
7.2 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0,35μm. Hiện tợng quang điện sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bớc sóng
A. 0,1 àm B. 0,2 àm C. 0,3 àm D. 0,4 àm
7.3 Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. Bớc sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra đợc hiện tợng quang điện.
B. Bớc sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra đợc hiện tợng quang điện. C. Công nhỏ nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó.
D. Công lớn nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó. 7.4 Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa khi
A. Tất cả các electron bật ra từ catôt khi catôt đợc chiếu sáng đều đi về đợc anôt.
B. Tất cả các electron bật ra từ catôt khi catôt đợc chiếu sáng đều quay trở về đợc catôt. C. Có sự cân bằng giữa số electron bật ra từ catôt và số electron bị hút quay trở lại catôt. D. Số electron đi từ catôt về anôt không đổi theo thời gian.
7.5 Dòng quang điện tồn tại trong tế bào quang điện khi
A. Chiếu vào catôt của tế bào quang điện một chùm bức xạ có cờng độ lớn và hiệu điện thế giữa anôt và catôt của TBQĐ là UAK > 0.
B. Chiếu vào catốt của tế bào quang điện một chùm bức xạ có bớc sóng dài.
D. Chiếu vào catôt của tế bào quang điện một chùm bức xạ có bớc sóng ngắn thích hợp và hiệu điện thế giữa anôt và catôt của TBQĐ là UAK phải lớn hơn hiệu điện thế hãm Uh
7.6 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại. B. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc bớc sóng của chùm ánh sáng kích thích.
C. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc tần số của chùm ánh sáng kích thích.
D. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc cờng độ của chùm ánh sáng kích thích.
7.7 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hiện tợng quang điện chỉ xảy ra khi giới hạn quang điện λ0 của kim loại làm catôt nhỏ hơn bớc sóng λ của ánh sáng kích thích.
B. Với ánh sáng kích thích có bớc sóng λ≥λ0 thì cờng độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cờng độ chùm ánh sáng kích thích.
C. Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bớc sóng của ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại dùng làm catôt.
D. Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào cờng độ của chùm ánh sáng kích thích. 7.8 Chiếu lần lợt hai chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng λ1 và
λ2 vào catôt của một tế bào quang điện thu đợc hai đờng đặc trng V – A nh hình vẽ 7.8. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Bớc sóng của chùm bức xạ 2 lớn hơn bớc sóng của chùm bức xạ 1
B. Tần số của chùm bức xạ 1 lớn hơn tần số của chùm bức xạ 2
C. Cờng độ của chùm sáng 1 lớn hơn cờng độ của chùm sáng 2
D. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt đối với chùm bức xạ 1 lớn hơn đối với chùm bức xạ 2 7.9 Chọn câu đúng: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bớc sóng λ
vào catôt của tế bào quang điện có bớc sóng giới hạn λ0. Đ- ờng đặc trng V – A của tế bào quang điện nh hình vẽ7.9 thì A. λ > λ0 B. λ≥λ0 C. λ < λ0 D. λ = λ0 7.10 Chọn câu đúng:
A. Khi tăng cờng độ của chùm ánh sáng kích thích lên hai lần thì cờng độ dòng quang điện tăng lên hai lần.
B. Khi tăng bớc sóng của chùm ánh sáng kích thích lên hai lần thì cờng độ dòng quang điện tăng lên hai lần.
C. Khi giảm bớc sóng của chùm ánh sáng kích thích xuống hai lần thì cờng độ dòng quang điện tăng lên hai lần.
D. Khi ánh sáng kích thích gây ra đợc hiện tợng quang điện. Nếu giảm bớc sóng của chùm bức xạ thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện tăng lên.
7.11 Chọn câu đúng
A. Hiệu điện thế hãm là hiệu điện thế âm cần đặt giữa catôt và anôt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B. Hiệu điện thế hãm là hiệu điện thế âm cần đặt giữa catôt và anôt của tế bào quang điện để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện.
C. Hiệu điện thế hãm là hiệu điện thế dơng cần đặt giữa catôt và anôt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện.
0 UAK Hình 7.9 i i 2 1 0 UAK Hình 7.8
D. Hiệu điện thế hãm là hiệu điện thế dơng cần đặt giữa catôt và anôt của tế bào quang điện để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện.
7.12 Theo quan điểm của thuyết lợng tử phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một photon mang năng lợng. B. Cờng độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôton trong chùm.
C. Khi ánh sáng truyền đi các phôton ánh sáng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng.
D. Các photon có năng lợng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau.
7.13 Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện không phụ thuộc vào cờng độ của chùm ánh sáng kích thích.
B. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào bản chất kim loại dùng làm catôt.
C. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện không phụ thuộc vào bớc sóng của chùm ánh sáng kích thích.
D. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào bớc sóng của chùm ánh sáng kích thích.
7.14 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catôt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,9V. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là:
A. 5,2.105m/s B. 6,2.105m/s C. 7,2.105m/s D. 8,2.105m/s
7.15 Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bớc sóng 400nm vào catôt của một tế bào quang điện, đợc làm bằng Na. Giới hạn quang điện của Na là 0,50àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là:
A. 3.28.105m/s B. 4,67.105m/s C. 5,45.105m/s D. 6,33.105m/s
7.16 Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,330àm. Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38V. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là
A. 1,16eV B. 1,94eV C. 2,38eV D. 2,72eV
7.17 Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,330àm. Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là:
A. 0,521àm B. 0,442àm C. 0,440àm D. 0,385àm
7.18 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,276àm vào catôt của một tế bào quang điện thì hiệu điện hãm có giá trị tuyệt đối bằng 2V. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là:
A. 2,5eV B. 2,0eV C. 1,5eV D. 0,5eV
7.19 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,5àm vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là:
A. 2,5.105m/s B. 3,7.105m/s C. 4,6.105m/s D. 5,2.105m/s
7.20 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,5àm vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66àm. Hiệu điện thế cần đặt giữa anôt và catôt để triệt tiêu dòng quang điện là:
A. 0,2V B. - 0,2V C. 0,6V D. - 0,6V
7.21 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,20àm vào một quả cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện. Giới hạn quang điện của đồng là 0,30àm. Điện thế cực đại mà quả cầu đạt đợc so với đất là:
A. 1,34V B. 2,07V C. 3,12V D. 4,26V
7.22 Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30àm. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là:
A. 1,16eV B. 2,21eV C. 4,14eV D. 6,62eV (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
7.23 Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng λ = 0,18àm vào catôt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
7.24 Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng λ = 0,18àm vào catôt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30àm. Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là
A. Uh = - 1,85V B. Uh = - 2,76V C. Uh= - 3,20V D. Uh = - 4,25V
7.25 Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2eV. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bớc sóng λ. Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm Uh
= UKA = 0,4V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là
A. 0,4342.10-6m B. 0,4824.10-6m C. 0,5236.10-6m D. 0,5646.10-6m
7.26 Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2eV. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bớc sóng λ. Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm Uh
= UKA = 0,4V. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
A. 3,75.105m/s B. 4,15.105m/s C. 3,75.106m/s D. 4,15.106m/s
7.27 Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2eV. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bớc sóng λ. Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm Uh
= UKA = 0,4V. Tần số của bức xạ điện từ là
A. 3,75.1014Hz B. 4,58.1014Hz C. 5,83.1014Hz D. 6,28.1014Hz
7.28 Công thoát của kim loại Na là 2,48eV. Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
A. 5,84.105m/s B. 6,24.105m/s C. 5,84.106m/s D. 6,24.106m/s
7.29 Công thoát của kim loại Na là 2,48eV. Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na thì cờng độ dòng quang điện bão hòa là 3àA. Số electron bị bứt ra khỏi catôt trong mỗi giây là
A. 1,875.1013 B. 2,544.1013 C. 3,263.1012 D. 4,827.1012
7.30 Công thoát của kim loại Na là 2,48eV. Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng 0,36àm vào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na thì cờng độ dòng quang điện bão hòa là 3àA thì. Nếu hiệu suất lợng tử (tỉ số electron bật ra từ catôt và số photon đến đập vào catôt trong một đơn vị thời gian) là 50% thì công suất của chùm bức xạ chiếu vào catôt là
A. 35,5.10-5W B. 20,7.10-5W C. 35,5.10-6W D. 20,7.10-6W
Chủ đề 2: Hiện t ợng quang dẫn. Quang trở, pin quang điện
7.31 Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có b- ớc sóng lớn hơn một giá trị λ0 phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn.
B. Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn hơn một giá trị f0 phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn.
C. Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì cờng độ của chùm bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải lớn hơn một giá trị nào đó phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn.
D. Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì cờng độ của chùm bức xạ điện từ chiếu vào chất