Hiện tƣợng quang điện:

II. GIAO THOA ÁNH SÁNG:

1. Hiện tƣợng quang điện:

CHUYÊN ĐỀ 1: HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN

1. Hiện tƣợng quang điện:

* Năng lượng lượng tử ánh sáng (phơtơn):

2max max . 2 o m v hc hf A       - h = 6,625.10-34 Js là hằng số Plăng.

- c = 3.108m/s là vận tốc ánh sáng trong chân khơng.

- f,  là tần số, bước sĩng của ánh sáng kích thích (chiếu sáng).

* Cơng thức Anhxtanh : A Wd0 A 1mV0 max2 2

    

* Cơng thốt electron của kim loại dùng làm catốt :

0 hc A



- Điều kiện để cĩ hiện tượng quang điện :   0

- Động năng ban đầu cực đại của e :Wd0 1mV0 max2 2

0 là giới hạn quang điện của kim loại , f0 là tần số giới hạn, v0 là vận tốc ban đầu của quang electron , m là khối lượng của e : m = 9,1.10- 31

kg.

* Để dịng quang điện triệt tiêu thì UAK  - Uh , Uh gọi là hiệu điện thế hãm.

- eUh Wd0 1mV0 max2 2

  .

- Xét vật cơ lập về điện, cĩ điện thế cực đại VMax thì: 2

max 0

1

eV mV

2

 .

* Cơng suất của nguồn bức xạ : PN .P

* Cường độ dịng quang điện bão hồ: Ibh n .ee ( e = 1,6.10-19C)

- ne là số electron bứt ra khỏi kim loại. - Np số photon chiếu tới catốt trong 1s.

* Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện): e P n H

N

 .

* Chuyển động của electron trong từ trường :

- Lực Lorenx :FB.e.V0 Lực này đĩng vai trị là lực hướng tâm nên :

20 0 ht mV F ma . R  

- Từ đĩ suy ra bán kính của quĩ đạo là : mV0 R

B.e

 .

- m là khối lượng của e : m = 9,1.10- 31kg , B là từ trường , e= 1,6.10-19C. -V0là vận tốc ban đầu quĩ đạo, aht là gia tốc hướng tâm.

Dạng 1: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA PHƠ- TƠN

1.Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s. Năng lượng của phơtơn ứng với bức xạ cĩ bước sĩng 0,6625m là:

A. 3.10-18J. B. 3.10-19J. C. 3.10-17J. D. 3.10-20J.

2.(CĐ 2009). Trong chân khơng, bức xạ đơn sắc vàng cĩ bước sĩng là 0,589m.Lấy h= 6,625.10-34

J.s, c=3.108m/s và e= 1,6.10-19C. Năng lượng của phơtơn ứng với bức xạ này cĩ giá trị là:

A. 2,11eV B.4,22eV C. 0,42eV D. 0,21eV

3.(CĐ 2008). Khi truyền trong chân khơng, ánh sáng đỏ cĩ bước sĩng 1720nm, ánh sáng tím cĩ bước sĩng 2 720nm. Cho hai ánh sáng này truyền trong một mơi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của mơi trường đĩ đối với ánh sáng này lần lượt là n1= 1,33 và n2= 1,34. Khi truyền trong mơi trường trong suốt trên, tỉ số năng lượng của phơtơn cĩ bước sĩng 1 so với năng lượng của phơtơn cĩ bước sĩng 2 bằng:

A. 9 5 B. 134 133 C. 133 134 D. 5 9

Dạng 2: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƢỢNG TRONG HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN

1.(ĐH 2010). Một kim loại cĩ cơng thốt êlectron là 7,2.10-19

J. Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ cĩ bước sĩng 10,18m, 20,21m, 30,32mvà 4 0,35m. Những bức xạ cĩ thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này cĩ bước sĩng là:

A.   1, ,2 3 B.  1, 2 C.  3, 4 D.   2, ,3 4

2.Cơng thốt của êlectron ra khỏi đồng là 6,625.10-19J. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s.Giới hạn quang điện của đồng là:

A. 0,9 m. B. 0,4 m. C. 0,3m. D. 0,6m

3.Cơng thốt của êlectron ra khỏi canxi là 2,76eV. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34

J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s và 1eV= 1,6.10-19J.Giới hạn quang điện của đồng là:

A. 0,36 m. B. 0,66 m. C. 0,72m. D. 0,45m

4.(TN 2010). Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75m. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s. Cơng thốt êlectron ra khỏi kim loại này là:

5.Chiếu một bức xạ cĩ bước sĩng 0,15m vào katốt của một tế bào quang điện. Kim loại làm katốt cĩ giới hạn quang điện 00,3m. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s.Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện cĩ giá trị:

A. 6,625.10-18J. B. 13,25.10-19J. C. 6,625.10-19J. D. 6,625.10-20J.

6.(ĐH 2009). Chiếu đồng thời hai bức xạ cĩ bước sĩng 0,452 mvà 0,243 mvào katốt của một tế bào quang điện. Kim loại làm katốt cĩ giới hạn quang điện là 0,5 m. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108

m/s và me= 9,1.10-31kg.Vận tốc ban đầu cực đại của quang êléctron:

A. 2,29.104m s/ B. 9,24.103m s/ C. 9,61.105m/s D. 1,34.104m/s

7.(CĐ 2010). Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc cĩ tần số 5.104Hz. Cơng suất bức xạ điện từ của nguồn là 10W. Số phơtơn mà nguồn này phát ra trong một giây xấp xỉ bằng:

A. 3,02.1019. B. 0,33.1019. C. 3,02.1020. D. 3,24.1019.

8.Chiếu vào katốt của tế bào quang điện một bức xạ cĩ bước sĩng 646nm với cơng suất bức xạ P= 1,5W thì thu được dịng quang điện bão hịa Ibh= 3,2mA. Tỉ số êlectron bứt ra khỏi catốt và số phơtơn đập vào catốt trong mỗi giây:

A. 0,25.103. B. 4,1.10-3. C. 2.10-3. D. 0,5.10-3.

9.Hiệu điện thế hãm để làm triệt tiêu dịng quang điện trong một tế bào quang điện là 10V. Tốc độ ban đầu cực đại của các êlectron thốt ra từ catốt của tế bào quang điện trên là:

A. 2,5.106m s/ B. 3,5.106m s/ C. 1,88.106m s/ D. 1,3.106m s/

10. Một quả cầu kim loại cơ lập về điện cĩ giới hạn quang điện là 275nm. Chiếu vào quả cầu một bức xạ cĩ bước sĩng  thì thấy điện thế cực đại trên mỗi quả cầu là 2,4V. Bước sĩng của ánh sáng kích thích:

A. 273,8nm. B. 179,5nm. C. 3259nm. D. 456,5nm.

CHUYÊN ĐỀ 2: TIA RƠNGHEN – MẪU BO – QUANG PHỔ HIĐRƠ Dạng 1: TIA RƠN – GHEN Dạng 1: TIA RƠN – GHEN

* Nếu bỏ qua động năng ban đầu của electron(v0= 0) thì động năng Wđ của e khi đập vào đối catot là:

2d AK d AK 1 W mV eU . 2  

* Năng lƣợng của tia X : X X

Xhc hc hf

  

 .

* Bƣớc sĩng nhỏ nhất của tia X, xảy ra khi : min

AKhc hc U .e

  .

( UAK là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt, v0 là vận tốc của electron khi rời catốt )

1.(ĐH 2010). Chùm tia X phát ra từ một ống tia X cĩ tần số lớn nhất là 6,4.1018Hz. Bỏ qua động năng các êlectron khi bứt ra khỏi catốt.Điện áp giữa anốt và catốt của ống tia X:

A. 2,65kV B. 26,5kV C. 5,3kV D. 13,25kV

2.(CĐ 2010). Điện áp giữa hai điện cực của ống tia X là UAK= 2.104V, bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bức ra khỏi catốt. Tần số lớn nhất của tia X mà ống cĩ thể phát ra xấp xỉ bằng:

A.4,38.1021 Hz B.4,83.1019 Hz C. 4,83.1017 Hz D. 4,83.1018 Hz

3.Điện áp giữa anốt và catốt cảu một ống Rơnghen là 18,75kV. Biết độn lớn điện tích êlectron, vận tốc ánh sáng trong chân khơng và hằng số Plăng lần lượt là 1,6.10-19

C, 3.108m/s và 6,625.10-34J.s. Bỏ qua động năng ban đầu của êlectron.Bước sĩng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống phát ra là:

A. 0,6625.10-9 m. B. 0,6625.10-10 m. C. 0,4625.10-9 m. D. 0,5625.10-10 m.

4.Số êlectron đến đối với catốt của ống Rơnghen trong mỗi giây là 1,25.1019. Cường độ dịng điện qua ống là:

A. 2A B. 1A C. 1,4A D. 2,8A

5. Một ống tia X mỗi giây bức xạ ra 3.1014

photon, bước sĩng 0,1nm.Điện áp đặt vào hai đầu ống là 50kV, cường độ dịng điện qua ống là 1,5mA. Tính hiệu suất của ống Rơnghen:

A. 60% B. 3% C. 0,2% D. 0,8%

6.Vận tốc của êlectron khi đập vào catốt của ống Rơnghen là 45km/s.Để tăng vận tốc này thêm 5km/s nữa thì phải tăng điện áp đặt vào ống một lượng là:

Laima n K M N O L P banme Pasen H  H H H n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 A. 4,5kV B. 1,35kV C. 1,45kV D. 6,2kV

Dạng 2: MẪU NGUYÊN TỬ BO – QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HIĐRƠ Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrơ:

* Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrơ: 2

n 0

r n r .

- Với 11

0

r 5,3.10 m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K)

* Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrơ:   *

n 2 13, 6 E eV , n N n    .

* Tiên đề về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng :

n m cao thâp

1 2

1 1 1

           

   (với n > m mức năng lượng cao – mức năng lượng thấp)

Sơ đồ mức năng lượng

* Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại. Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo K * Dãy Banme : Một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm

trong vùng nhìn thấy. Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo L . Trong vùng ánh sáng nhìn thấy cĩ 4 vạch:

- Vạch đỏ H : e chuyển từ M  L - Vạch lam H : e chuyển từ N  L - Vạch chàm H : e chuyển từ O  L - Vạch tím H : e chuyển từ P  L

Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại. Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo M.

1.Nguyên tử hiđrơ ở trạng thái cơ bản cĩ mức năng lượng bằng -13,6eV.Để chuyển lên trạng thái dừng cĩ mức năng lượng -3,4eV thì nguyên tử hiđrơ phải hấp thụ một photơn cĩ năng lượng:

A. 10,2eV B. -10,2eV C. 17eV D. 4eV

2.(ĐH 2010). Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrơ là r0. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt:

A. 12 r0 B. 4r0 C. 9 r0 D. 16 r0

3.Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s và độ lớn của điện tích nguyên tố là 1,6.10-19C. Khi nguyên tử hiđrơ chuyển từ trạng thái dừng cĩ năng lượng -1,514eV sang trạng thía dừng cĩ năng lượng -3,407eV thì nguyên tử phát ra bức xạ cĩ tần số:

A.2,571.1013 Hz B.4,572.1014 Hz C. 3,879.1014 Hz D. 6,542.1012 Hz

4.(CĐ 2009). Đối với nguyên tử hiđrơ, các mức năng lượng ứng với quỹ đạo dừng K, M cĩ giá trị lần lượt là: -13,6eV; -1,51eV. Cho hằng số Plăng và vận tốc ánh sáng lần lượt là 6,625.10-34C, 3.108m/s và e= 1,6.10-19C. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo K, thì nguyên tử hiđrơ cĩ thể phát bức xạ cĩ bước sĩng:

A. 102,7 m. B. 102,7mm C. 102,7nm D. 102,7pm

5.(ĐH 2010). Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ N thì năng lượng của nguyên tử hiđrơ được tính theo cơng

thức 13,62

n

E eV

n

  ( n= 1,2,3...)Khi êléctron trong nguyên tử hiđrơ chuyển từ quỹ đạo dừng n= 3 sang quỹ đạo dừng n= 2 thì số nguyên tử hiđrơ phát ra photơn ứng với bức xạ cĩ bước sĩng:

A. 0,4861 m. B. 0,4102 m. C. 0,4350m. D. 0,6576m

6.Trong quang phổ vạch của hiđrơ (quang phổ của hiđrơ), bước sĩng của vạch thứ nhất trong dãy

Lai-man ứng với sự chuyển của êlectron từ quỹ đạo L về quỹ đạo K là 0,1217 m, vạch thứ nhất của dãy Ban-me ứng với sự chuyển M L là 0,6563 m. Bước sĩng của vạch quang phổ thứ hai trong dãy Lai-man ứng với sự chuyển M K bằng:

7. Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđrơ, vạch ứng với bước sĩng dài nhất trong dãy Lai-man là

1 0,1216 m

   và vạch ứng với sự chuyển dời của êlectron từ quỹ đạo M về quỹ đạo K cĩ bước sĩng

2 0,1026 m

   . Bước sĩng dài nhất trong dãy Ban-me là:

A. 3 0,2242 m. B. 3 0,6566 m C. 3 0,1591m D. 3 0,0125m

CHUYÊN ĐỀ 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP I. HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN I. HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN

1. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s. Năng lượng của

phơtơn ứng với bức xạ cĩ bước sĩng 7

6,625.10 m

  là:

A. 10-19J. B. 10-18J. C. 3.10-20J. D. 3.10-19J.

2. Trong nước ( n=4/3), bước sĩng của một bức xạ là 300nm. Năng lượng mỗi phơtơn của ánh sáng này xấp xỉ bằng:

A. 4,97.10-19J. B. 6,625.10-19J. C. 6,625.10-31J. D. 4,97.10-31J.

3. Giới hạn quang điện của bạc và đồng lần lượt là 260nm và 300nm. Hợp kim của chúng cĩ giới hạn quang điện là:

A. 260nm B. 300nm C. 560nm D. 40nm

4. Giới hạn quang điện của một kim loại cĩ giá trị 661nm. Cơng thốt êlectron của kim loại đĩ là:

A. 1,88J B. 3,008J C. 30,08J D. 0,0308J

5. Cơng thốt electron của một kim loại là 7,64.10-19J. Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ cĩ 1 0,18 m; 2 0, 21 m; 30,35m. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s. Bức xạ nào gây hiện tượng quang điện đối với kim loại đĩ:

A. hai bức xạ ( 1; 2) B. Khơng bức xạ nào

C. cả ba D. Chỉ cĩ 1

6. Lần lượt chiếu vào catot của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ cĩ bước sĩng

1 0, 26 m; 2 1, 2 1

      thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bức ra từ catot lần lượt là v1

và v2 với 2 3 1 4

v  v . Giới hạn quang điện của kim loại này là:

A. 1 m. B. 1,45m. C. 0,42m. D. 0,9m

7. Chiếu lên bề mặt catot của một tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc cĩ bước sĩng 0,485m thì cĩ hiện tượng quang điện xảy ra. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108

m/s, khối lượng electron là 9,1.10-31kg, cơng thốt electron là 2,106eV. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là: A. 5 4.10 m s/ B. 10 16.10 m s/ C. 5 2,83.10 m s/ D. 5 5, 66.10 m s/

8. Giới hạn quang điện của một kim loại làm catot của tế bào quang điện là 0 0,5m. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108m/s. Chiếu vào catot của tế bào quang điện này bức xạ cĩ bước sĩng 0,35m. Thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện là:

A. 1,7.10-19J. B. 70.10-19J. C. 0,7.10-19J. D. 17.10-19J.

9. Một nguồn phát ra ánh sáng cĩ bước sĩng 662,5nm với cơng suất là 1,5.10-4W và được chiếu vào catot của một tế bào quang điện. Biết hằng số Plăng h= 6,625.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân khơng là 3.108

m/s; hiệu suất lượng tử là 1%. Số electron bậc khỏi catot trong 1s:

A. 5.1014 B. 5.1012 C. 5.1016 D. 2.1012

10. Chiếu lên bề mặt catot của một tế bào quang điện chùm sáng đơn sắc cĩ bước sĩng 300nm và cơng suất 2,5W. Biết hiệu suất lượng tử là 1%. Cường độ dịng điện bảo hịa là:

A. 6mA B. 0,6mA C. 0,06mA D. 0,006mA

11. Hiệu điện thế hãm để làm triệt tiêu dịng quang điện trong một tế bào là 5V. Động năng ban đầu cực đại của các electron thốt ra từ catot của tế bào quang điện trên là:

A. 8.10-19J. B. 5.10-19J. C. 3,2.10-19J. D. 16.10-19J.

12. Để triệt tiêu dịng quang điện trong tế bào quang điện cần một hiệu điện thế hãm 0,5V. Tính cơng thốt ra khỏi catot, biết ánh sáng kích thích cĩ bước sĩng là 662,5nm:

13. Một quả cầu kim loại cơ lập về điện cĩ giới hạn quang điện là 350nm. Chiếu một bức xạ cĩ bước sĩng 180nm vào quả cầu thì điện thế cực đại là:

A. 2,1V B. 8,58V C. 3,35V D. 5,36V