Anh sơn 1-Đặng Đình Hợp CHƯƠNG VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A. Tóm tắt công thức 1. Năng lượng một lượng tử ánh sáng 2 hc hf mce l = = = Trong đó h = 6,625.10 -34 Js là hằng số Plăng. c = 3.10 8 m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không. f, λ là tần số, bước sóng của ánh sáng (của bức xạ). m là khối lượng của phôtôn 2. Tia Rơnghen (tia X) Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen đ Min hc E l = Trong đó 2 2 0 đ 2 2 mv mv E e U= = + là động năng của electron khi đập vào đối catốt (đối âm cực) U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt v 0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v 0 = 0) m = 9,1.10 -31 kg là khối lượng electron 3. Hiện tượng quang điện *Công thức Anhxtanh 2 0 ax 2 M mv hc hf Ae l = = = + Trong đó 0 hc A l = là công thoát của kim loại dùng làm catốt λ 0 là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt v 0Max là vận tốc ban đầu của electron quang điện khi thoát khỏi catốt f, λ là tần số, bước sóng của ánh sáng kích thích Tế bào quang điện: * Để dòng quang điện triệt tiêu thì U AK ≤ U h (U h < 0), U h gọi là hiệu điện thế hãm 2 0 ax 2 M h mv eU = Lưu ý: Trong một số bài toán người ta lấy U h > 0 thì đó là độ lớn. * Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại V Max và khoảng cách cực đại d Max mà electron chuyển động trong điện trường cản có cường độ E được tính theo công thức: 2 ax 0 ax ax 1 2 M M M e V mv e Ed= = * Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, v A là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, v K = v 0Max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì: 2 2 1 1 2 2 A K e U mv mv= - * Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện) 0 n H n = Với n và n 0 là số electron quang điện bứt khỏi catốt và số phôtôn đập vào catốt trong cùng một khoảng thời gian t. Công suất của nguồn bức xạ: 0 0 0 n n hf n hc p t t t e l = = = Cường độ dòng quang điện bão hoà: bh n e q I t t = = bh bh bh I I hf I hc H p e p e p e e l Þ = = = * Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trường đều B ¶ , = ( ,B) sin mv R v e B a a = r ur Xét electron vừa rời khỏi catốt thì v = v 0Max Khi sin 1 mv v B R e B a^ Þ = Þ = r ur Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu đồng thời nhiều bức xạ thì khi tính các đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v 0Max , hiệu điện thế hãm U h , điện thế cực đại V Max , … đều được tính ứng với bức xạ có λ Min (hoặc f Max ) 4. Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrô * Tiên đề Bo mn m n mn hc hf E Ee l = = = - * Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô: r n = n 2 r 0 Với r 0 =5,3.10 -11 m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K) * Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô: W= W đ +W t = 2 2 1 mv - n r ke 2 (1), mà khi e chuyển động quang hạt nhân thì lực tính điện đóng vai trò là lực hướng tâm nên ta có : n n ht r ke r mv F 2 22 == (2), từ (1) và (2) suy ra: 2 13,6 ( ) n E eV n =- Với n ∈ N * . * Sơ đồ mức năng lượng - Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K Lưu ý: Vạch dài nhất λ LK khi e chuyển từ L → K Vạch ngắn nhất λ ∞ K khi e chuyển từ ∞ → K. - Dãy Banme: Một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L Vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch: Vạch đỏ H α ứng với e: M → L Vạch lam H β ứng với e: N → L Vạch chàm H γ ứng với e: O → L Vạch tím H δ ứng với e: P → L Lưu ý: Vạch dài nhất λ ML (Vạch đỏ H α ) Vạch ngắn nhất λ ∞ L khi e chuyển từ ∞ → L. - Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M Lưu ý: Vạch dài nhất λ NM khi e chuyển từ N → M. Vạch ngắn nhất λ ∞ M khi e chuyển từ ∞ → M. Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ của nguyên từ hiđrô: 13 12 23 1 1 1 λ λ λ = + và f 13 = f 12 +f 23 (như cộng véctơ) hf mn hf mn E m E n E m > E n Laiman K M N O L P Banme Pasen H α H β H γ H δ n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 B.Bài tập về: Lượng tử ánh sáng 1.Người ta chiếu ánh sáng có năng lượng photon 5,6eV vào một lá kim loại có công thoát 4eV. Tính động năng ban đầu cực đại của các quang electron bắn ra khỏi mặt lá kim loại. Cho biết e = -1,6.10 -19 C. A. 9,6 eV. B. 1,6.10 -19 J C. 2,56.10 -19 J. D. 2,56 eV. 2.Catốt của một tế bào quang điện có công thoát 4eV. Tìm giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt. Cho hằng số Planck h = 6,625.10 -34 J.s; điện tích electron e = -1,6.10 -19 C; vận tốc ánh sáng c = 3.10 8 m/s. A. 3105Å. B. 4028Å. C. 4969Å. D. 5214Å. 3.Công thoát êlectrôn của một kim loại là A thì bước sóng giới hạn quang điện là λ. Nếu chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng λ’ vào kim loại này thì động năng ban đầu cực đại của các quang electron là A. Tìm hệ thức liên lạc đúng? A. λ’ = λ. B. λ’ = 0,5λ. C. λ’ = 0,25λ. D. λ’ = 2λ/3. 4.Cho h = 6,625 .10 -34 J.s ; c = 3.10 8 m/s ;1 eV = 1,6 .10 -19 J. Kim loại có công thoát êlectrôn là A = 2,62 eV. Khi chiếu vào kim loại này hai bức xạ có bước sóng λ 1 = 0,4 µm và λ 2 = 0,2 µm thì hiện tượng quang điện: A. xảy ra với cả 2 bức xạ. C. xảy ra với bức xạ λ 1 , không xảy ra với bức xạ λ 2 . B. không xảy ra với cả 2 bức xạ. D. xảy ra với bức xạ λ 2 , không xảy ra với bức xạ λ 1 . 5.Khi chiếu hai ánh sáng có bước sóng λ 1 = 3200Å và λ 2 = 5200Å vào một kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện, người ta thấy tỉ số các vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron bằng 2. Tìm công thoát của kim loại ấy. Cho biết: Hằng số Planck, h = 6,625.10 -34 J.s; điện tích electron, e = -1,6.10 -19 C; vận tốc ánh sáng c = 3.10 8 m/s. A. 1,89 eV. B. 1,90 eV. C. 1,92 eV. D. 1,98 eV. 6.Khi Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ có bước sóng λ = 0,48μ m thì có hiện tượng quang điện .Để triêu tiêu dòng quang điện ,phải đặt hiệu điện thế U h giữa Anốt và catốt .Hiệu điện thế hãm này thay đổi thế nào khi bước sóng bức xạ tăng 1,5 lần A ΔU h =0,86 v B ΔU h =0,68 v C ΔU h =0,76 v D ΔU h =0,72 v 7.Chiếu một chùm sáng tử ngoại có bước sóng 0,25(µm) vào một lá vônfram có công thoát 4,5(eV). Tính vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện bắn ra khỏi mặt lá vônfram. Cho m e = 9.10 –31 (kg): A. 4,08.10 5 (m/s) B. 8,72.10 5 (m/s) C. 1,24.10 6 (m/s) D. 4,81.10 5 (m/s) 8.Xác định công thoát của electron ra khỏi kim loại với λ = 0,330(µm), U hãm có giá trị 1,38(V): A. 4.10 –19 (J) B. 3,015.10 –19 (J) C. 3,8.10 –19 (J) D. 2,10.10 –19 (J) 9.Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ 1 = 0,2(µm) vào một tấm kim loại cô lập, thì thấy quang electron có vận tốc ban đầu cực đại là 0,7.10 6 (m/s). Nếu chiếu bức xạ có bước sóng λ 2 thì điện thế cực đại của tấm kim loại là 3(V). Bước sóng λ 2 là: A. 0,19(µm) B. 2,05(µm) C. 0,16(µm) D. 2,53(µm) 11.: Để tìm giá trị hằng số Plăng , người ta dùng thí nghiệm hiện tượng quang điện với tế bào quang điện, trong đó có bộ nguồn điện không đổi mắc nối tiếp với tế bào quang điện. Khi chiếu lần lượt hai bức xạ f 1 , f 2 vào catôt của tế bào quang điện và giảm hiệu điện thế U AK giữa hai điện cực để dòng quang điện bắt đầu triệt tiêu thì các hiệu điện thế cản U c < 0 có độ lớn lần lượt là U c1 và U c2 . Biểu thức tính hằng số Plăng là: A. 1 2 1 2 C C U U h e f f − = − B. 1 2 1 2 ( ) C C U U h e f f − = − C. 1 2 1 2 2 C C U U h e f f − = − D. 1 1 2 2 1 2 C C f U f U h e f f − = − 12.Catôt của một tế bào quang điện có công thoát A = 2,9.10 -19 J, chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng có bước sóng = 0,4 m. Tìm điều kiện của hiệu điện thế giữa anôt và catôt để cường độ dòng quang điện triệt tiêu. Cho h =   6,625.10 34 J.s ; c = 3.10 8 m/s; e = 1,6.10 -19 C. A. U AK = 1,29 V B. U AK = -2,72 V C. U AK -1,29 V D. U AK = -1,29 V 13.Lần lượt chiếu vào catôt của một tế bào quang điện hai bức xạ đơn sắc đỏ và vàng. Hiệu điện thế hãm có độ lớn tương ứng là = hñ 1 U U và 2hv UU = . Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ đó vào catôt thì hiệu điện thế hãm vừa đủ để triệt tiêu dòng quang điện có giá trị là A. = h 1 U U . B. = h 2 U U . C. = + h 1 2 U U U . D. = + h 1 2 1 U (U U ) 2 . 14.Lần lượt chiếu vào catôt của một tế bào quang điện hai bức xạ đơn sắc f và 1,5f thì động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện hơn kém nhau 3 lần. Bước sóng giới hạn của kim loại dùng làm catôt có giá trị A. f c 0 =λ . B. 3f 4c 0 =λ . C. 4f 3c 0 =λ . D. 2f 3c 0 =λ . 15.Catôt của một tế bào quang điện làm bằng Cs có công thoát êlectron A = 2eV, được chiếu bởi bức xạ có λ = 0,3975 μm. Tính hiệu điện thế U AK đủ hãm dòng quang điện. Cho h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m/s; e = 1,6.10 -19 C. A. – 2,100 V. B. – 3,600 V. C. –1,125 V. D. 0 V. 16.Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu vào catơt chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, để dòng quang điện triệt tiêu thì U AK =  -0,85V. Nếu hiệu điện thế U AK = 0,85V, thì động năng cực đại của êlectron quang điện khi đến anơt sẽ là bao nhiêu? A. 2,72.10 19 J. B. 1,36.10 19 J. C. 0 J D. Khơng tính được vì chưa đủ thơng tin. 17.Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, khi chiếu vào catơt chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 3.10  7 m, thì hiệu điện thế hãm đo được có độ lớn là 1,2V. Suy ra cơng thốt của kim loại làm catơt của tế bào là A. 8,545.10  19 J. B. 4,705.10 19 J. C. 2,3525.10 19 J. D. 9,41.10 19 J. 18.Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào catốt của một tế bào quang điện, được làm bằng N a là 0,5 m µ . Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là: A. 3,28.10 5 m/s. B. 4,67.10 5 m/s. C. 5,45.10 5 m/s. D. 6,33.10 5 m/s. 19.Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330 m µ . Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38 V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là A. 0,521 .m µ B. 0,442 .m µ C. 0,440 .m µ D. 0,385 .m µ 20.Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5 m µ vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66 m µ . Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là A. 2,5.10 5 m/s. B. 3,7.10 5 m/s. C. 4,6.10 5 m/s. D. 5,2.10 5 m/s. 21.Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5 m µ vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66 m µ . Hiệu điện thế cần đạt giữa anốt và catốt để triệt tiêu dòng quang điện là A. 0,2 V. B. – 0,2 V. C. 0,6 V. D. – 0,6 V. 22: Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,20 m µ vào một quả cầu bằng đồng, đặt cơ lập về điện. Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 m µ . Điện thế cực đại mà quả cầu đat được so với đất là A. 1,34 V. B. 2,07 V. C. 3,12 V. D. 4,26 V. 23.Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là 0 0,30 .m λ µ = Cơng thốt của kim loại dùng làm catốt là: A. 1,16 eV. B. 2,21 eV. C. 4,14 eV. D. 6,62 eV. 24.Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0,18 m λ µ = vào catốt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là 0,30 . m λ µ = Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là: A. 9,85.10 5 m/s. B. 8,36.10 5 m/s. C. 7,56.10 5 m/s. D. 6,54.10 5 m/s. 25.Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0,18 m λ µ = vào catốt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là 0,30 . m λ µ = Hiêu đienẹ thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là: A. U h = 1,85 V. B. U h = 2,76 V. C. U h = 3,20 V. D. U h = 4,25 V. 26.Kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện có cơng thốt là 2,2e V. Chiếu vào catốt bức xạ điện từ có bước sóng λ . Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm U h = U AK = 0,4 V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là: A. 0,434.10 -6 m. B. 0,482.10 -6 m. C. 0,524.10 -6 m. D. 0,478.10 -6 m. 27.Chiếu một bức xạ điện từ vào catốt của một tế bào quang điện. Để triệt tiêu dòng điện cần đặt vào một hiệu điện thế hãm U h = U AK = 0,4 V. Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là: A. 3,75.10 5 m/s. B. 4,15.10 5 m/s. C. 3,75.10 6 m/s. D. 4,15.10 6 m/s. 28.Kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện có cơng thốt 2,2 eV. Chiếu vào catốt bức xạ điện từ có bước sóng λ . Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm U h = U AK = 0,4 V . Tần số của bức xạ điện từ là: A. 3,75 .10 14 H Z. B.4,58.10 14 H Z . C. 5,83 .10 14 H Z . D. 6,28 .10 14 H Z . 29.Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0,35 m µ . Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bước sóng là A. 0,1 m µ B. 0,2 m µ C. 0,3 m µ D. 0,4 m µ 30.Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào catôt của một tế bào quang điện, được làm bằng Na. Giới hạn quang điện của Na là 0,50 m µ . Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là A. 3,28 . 10 5 m/s. B. 4,67 . 10 5 m/s. C. 5,45 . 10 5 m/s. D. 6,33 . 10 5 m/s. 31.Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330 m µ . Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trò tuyệt đối là 1,38V. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là A. 1,16 eV B. 1,94 eV C. 2,38 eV D. 2,72 eV 32. Xác định cơng thốt của electron ra khỏi kim loại với ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 330nm, hiệu điện thế hãm 1,38V. A. J 19 10.6 − B. J 19 10.81,3 − C. J 19 10.4 − . D. J 19 10.1,2 − . 33. Chiếu chùm ánh sáng có bước sóng λ = 0,666μm vào catơt của một tế bào quang điện thì phải đặt một hiệu điện thế hãm 0,69V để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện. Cơng thốt của electron là : A. J 20 10.5,2 − B. J 19 10.907,1 − C. J 18 10.206,1 − D. J 19 10.88,1 − 34. Chiếu tia tử ngoại có bước sóng λ = 250nm vào catơt một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện là 0,5μm. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện là : A. J 19 10.97,3 − B. J 19 10.15,4 − . C. J 19 10.18,3 − D. . J 19 10.75,2 − 35. Cơng thốt của electron khỏi catơt của tế bào quang điện là 1,88eV. Chiếu và catơt một ánh sáng có bước sóng λ = 0,489μm. Vận tốc cực đại của electron khi thốt ra khỏi catơt là : A. 0,52.10 6 m/s. B. 1,53.10 5 m/s. C. 0,12.10 5 m/s. D.0,48.10 6 m/s. 36. Xác định cơng thốt của electron ra khỏi kim loại với ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 330nm, hiệu điện thế hãm Uh = -1,25V. A.1,25 eV. B. 2,51 eV. C. 4eV. D. 1,51 eV. 37. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ vào catơt một tế bào quang điện. Biết cường độ dòng quang điện bão hòa là 2mA. Số electron quang điện thốt khỏi catơt trong mỗi phút là : A. n = 1,25.10 16 hạt. B. n = 7,5.10 17 hạt. C. n = 7,5.10 15 hạt. D. n = 12,5.10 18 hạt. 38. Catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66μm. Chiếu vào catơt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 330nm. Để dòng quang điện triệt tiêu thì hiệu điện thế giữa anơt và catốt phải là : A. U AK ≤ -1,16 (V) B. U AK ≤ -2,35 (V) C. U AK ≤ -2,04 (V) D. U AK ≤ -1,88 (V). 39. Cường độ dòng quang điện bên trong một tế bào quang điện là I = 8μA. Số electron quang điện đến được anơt trong 1 giây là : A. 4,5.10 13 hạt B. 6.10 14 hạt. C. 5,5.10 12 hạt. D.5.10 13 hạt 40. Chiếu lần lượt vào catơt của một tế bào quang điện các bức xạ có những bước sóng sau λ 1 = 0,18μm, λ 2 = 0,21μm, λ 3 = 0,28μm, λ 4 = 0,32μm, λ 5 = 0,44μm. Những bức xạ nào gây ra được hiện tượng quang điện ? Biết cơng thốt của electron là 4,5eV. A. cả 5 bức xạ trên B. λ 1 , λ 2 , λ 3 và λ 4 . C.λ 1 và λ 2 . D. λ 1 , λ 2 và λ 3 41. Cơng suất phát xạ của một ngọn đèn là 20W. Biết đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5μm. Số phơtơn phát ra trong mỗi giây là : A.4,96.10 19 hạt B. 3,15.10 20 hạt C. 6,24.10 18 hạt D. 5,03.10 19 hạt. 42. Catơt của một tế bào quang điện có cơng thốt electron là 4,14eV. Chiếu vào catơt mơt bức xạ có bước sóng λ = 0,2μm. Hiệu điện thế giữa anơt và catơt phải thỏa mãn điều kiện gì để khơng có electron nào tới được anơt ? A. U AK = 5,14 (V). B. U AK = -5,14 (V). C. U AK ≤ 2,07 (V) D. U AK ≤ -2,07 (V). 43. Kim loại dùng làm catơt của một tế bào quang điện có cơng thốt electron là 2,2eV. Chiếu vào catơt một bức xạ có bước sóng λ. Muốn triệt tiêu dòng quang điện, người ta phải đặt vào anơt và catơt một hiệu điện thế hãm Uh = 0,4V. Bước sóng λ có giá trị là: A. 0,577μm B. 0,677μm. C. 0,377μm. D. 0,477μm. 44. Khi chiếu bức xạ có tần số f = 2,538.10 15 Hz lên catơt của một tế bào quang điện thì các electron bức ra khỏi catơt sẽ khơng tới được anốt khi U AK ≤ -8V. Nếu chiếu đồng thời vào catơt hai bức xạ λ 1 = 0,4μm và λ 2 = 0,6μm thì hiện tượng quang điện sẽ xảy ra đối với bức xạ nào ? A. λ 1 . B. λ 1 và λ 2 . D.λ 2 D. khơng có xảy ra hiện tượng quang điện. 45. Cường độ dòng điện bão hòa bằng 40µA thì số electron bị bứt ra khỏi catốt tế bào quang điện trong 1 giây là: A. 25.10 13 B. 25.10 14 C. 50.10 12 D. 5.10 12 53. Biết dòng quang điện triệt tiêu khi hiệu điện thế hãm là 12V. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện A.1,03.10 6 m/s B. 2,05.10 6 m/s. C. 1,45.10 6 m/s. D. 1,45.10 6 m/s. 46. Giới hạn quang điện của Canxi là λ 0 = 0,45µm thì công thoát của electron ra khỏi bề mặt lớp Canxi là: A. 5,51.10 -19 J B. 3,12.10 -19 J C. 4,41.10 -19 J D. 4,5.10 -19 J 47 Catốt của một tế bào quang điện làm bằng xê đi có giới hạn quang điện là 0,66µm. Chiếu vào Catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33µm. Động năng ban đầu cực đại của quang electron là: A. 3,01.10 -19 J; B. 3,15.10 -19 J; C. 4,01.10 -19 J; D. 2,51.10 -19 J 48 Giới hạn quang điện của Natri là 0,50µm. Chiếu vào Natri tia tử ngoại có bước sóng 0,25µm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là: A. 9.10 5 m/s B. 9,34.10 5 m/s C. 8.10 5 m/s D. 8,34.10 5 m/s 49 Năng lượng photôn của tia Rơnghen có bước sóng 0,05 A 0 là: A. 39.10 -15 J B. . 42.10 -15 J C. . 39,72.10 -15 J D. . 45.10 -15 J 50. Một tế bào quang điện có catốt bằng Na, công thoát của electron của Na bằng 2,1eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,42µm.Giới hạn quang điện của Na là: A. 0,59µm B. 0,65µ C. 0,49µm D. 0,63µm 51. Hiệu điện thế nhỏ nhất giữa đối âm cực và catốt để tia Rơnghen có bước sóng bằng 1A 0 là: A. 1500V B. 12400V C. 12500V D. 1000V * Dùng các dữ kiện sau để làm hai câu 22 và 23: Hiệu điện thế giữa hai anôt và catôt của một ống tia Rơghen là 200kV. 52. Động năng của electron khi đến đối catốt (cho rằngvận tốc của nó khi bức ra khỏi catôt là V o =0) a 1,6.10 13 J b. 3,2.10 10 J c.1,6.10 14 J d)3,2.10 14 J 53. Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra a) 5,7.10 -11 m b) 6.10 -14 m c) 6,2.10 -12 m d) 4.10 -12 m 54. Trong một tế bào quang điện có dòng quang điện bão hoà I bh = 2 µ A và hiệu suất quang điện là H=0,5%. Số phôtôn tới catôt trong mỗi giây là: a) 4.10 15 b) 3.10 15 c)2,5.10 15 d) 5.10 14 55. Giới hạn quang điện của đồng là 0,30 µ m. Cho h = 6,62.10 -34 J s ;c=3.10 8 m/s , e= 1,6.10 -19 (c) .Công thoát của electron khỏi đồng a) 3,6(eV) b) 4,14(eV) c) 2,7(eV) d)5(eV) * Dùng các dữ kiện sau để làm 2 câu 26 và 27 - Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,5 µ m vào catốt của một tế bào quang điện làm bằng xêdi, có giới hạn quang điện là 0,66 µ m 56. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện a) 4,6.10 7 m/s b. 4,2.10 5 m/s c) 4,6.10 5 m/s d)5.10 6 m/s 57. Hiệu điện thế hãm của tế bào qung điện này là: a) U h =-0,3(V) b)U h =-0,6(V) c) U h =-2(V) d) U h =-3(V) 58. Khi chiếu một bức xạ từ được có bước sóng λ vào tấm kim loại được đặt cô lập về điện thì điện thế cực đại đạt được là 3(v) bước sóng của bức xạ đó là: a) 0,25 µ m b) 0,1926 µ m c) 0,18 µ m d) 0,41 µ m 59. Cho giới hạn quang điện của catốt một tế bào quang điện là 0 λ =0,66 µ m và đặt giữa catốt và catốt 1 hiệu điện thế U Ak =1,5(V). Dùng bức xạ chiếu đến catốt có λ =0,33 µ m Động năng cực đại của quang electron khi đập vào anôt là: a) 5.10 -18 J b) 4.10 -20 J c) 5.10 -20 J d) 5,41.10 -19 J 60. Catốt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có giới hạn quang điện λ 0 = 0,5 μm. Muốn có dòng quang điện trong mạch thì ánh sáng kích thích có tần số : A. f ≥ 2,5.10 14 Hz. B. f ≥ 5,2.10 14 Hz. C. f ≥ 6,0.10 14 Hz. D. f ≥ 8,0.10 14 Hz. 61 Chiếu bức xạ điện từ có bước sóng λ vào catot của tế bào quang điện thì êlectron quang điện bị bứt ra có động năng ban đầu cực đại bằng 2,43.10 -19 J. Cho biết công thoát của kim lại làm catôt là 5,52.10 -19 J. 1. Tính giới hạn quang điện của kim loại làm catôt 2. Tính vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện và bước sóng λ . 3. Chiếu đồng thời 2 bức xạ điện từ có bước sóng λ 1 = 0,5 µ m và λ 2 = 0,4 µ m vào catôt của tế bào quang điện trên, phải đặt hiệu điện thế hãm bằng bao nhiêu để triệt tiêu dòng quang điện. Cho h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m/s. 62 Chiếu chìm bức xạ có bước sóng λ = 0,2 µ m vào một tấm km loại, các êlectron quang điện bắn ra có động năng cực đại bằng 5eV. Khi chiếu vào tấm kim loại đó 2 bức xạ có bước sóng λ 1 = 1,6 µ m và λ 2 = 0,1 µ m thì có hiện tượng quang điện xảy ra không: Nếu có tính động năng cực đại của các êlectron quang điện bắn ra. Cho h = 6,625.10 - 34 J.s; c = 3.10 8 m/s. 63 Chiếu một chùm ánh sáng có tần số f = 7.10 8 Hz lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và ka li. Giới hạn quang điện của nhóm λ 01 = 0,36 µ m, của kali λ 02 = 0,55 µ m.Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi chiếu chùm ánh sáng đó vào bản nhôm và bản kali. Tính vận tốc ban đầu cực đại cua êlectron quang điện khi bứt ra khỏi bản kim loại. Cho biết: h = 6,625.10 34 J.s; c =3.10 8 m/s, m e = 9,1.10 -31 kg. 64 Một ống Rơn-ghen phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5.10 -11 m, cường độ dóng điện qua ống là 10mA. 1. Tính năng lượng của phôton Rơn-ghen tương ứng, hiệu điện thế đặt vào hai cực của ống Rơn- Ghen, vận tốc của êlectron tới đập vào đối catôt. 2. Tính số êlectron đập vào đối catôt trong 1 phút. Bài tập về mẫu nguyên tử Borh (Bo) 1. Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng E m = - 1,5eV sang trạng thái dừng có có mức năng lượng E m = - 3,4eV. Tần số của bức xạ mà nguyên tử phát ra là: A. 6,54.10 12 Hz B. 4,58.10 14 Hz C. 2,18.10 13 Hz D. 5,34.10 13 Hz 2. Trong quang phổ của hidro vạch thứ nhất của dãy Laiman λ = 0,1216μm; vạch H α của dãy Banme α λ =0,6560μm; vạch đầu tiên của dãy Pasen λ 1 =1,8751μm. Bước sóng của vạch thứ ba của dãy Laiman bằng A. 0,1026μm B. 0,0973μm C. 1,1250μm D. 0,1975μm 3. Vạch quang phổ đầu tiên của các dãy Banme và Pasen trong quang phổ của nguyên tử hidro có bước sóng lần lượt là 0,656μm và 1,875μm. Bước sóng của vạch quang phổ thứ hai của dãy Banme là A. 0,286μm B. 0,093μm C. 0,486μm D. 0,103μm 4. Bước sóng của vạch quang phổ thứ hai trong dãy Laiman là 0,103 μm, bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất và thứ 2 trong dãy Banme là 0,656 μm và 0,486 μm. Bước sóng của vạch thứ 3 trong dãy Laiman là A. 0,0224 μm B. 0,4324 μm C. 0,0976 μm D. 0,3627 μm 5. Bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất trong dãy Laiman là 0,122 μm, bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất và thứ 2 trong dãy Banme là 0,656 μm và 0,486 μm. Bước sóng của vạch đầu tiên trong dãy Pasen là A. 1,8754 μm B. 1,3627 μm. C. 0,9672 μm D. 0,7645 μm. 6. Biết bước sóng ứng với hai vạch đầu tiên trong dãy Laiman của quang phổ Hydro là λ 1 =0,122 μm và λ 2 = 0,103 μm. Bước sóng của vạch H α trong quang phổ nhìn thấy của nguyên tử Hydro bằng A. 0,46 μm B. 0,625 μm C. 0,66 μm D. 0,76 μm 7. Vạch đầu tiên của dãy Laiman và vạch cuối cùng của dãy Banme trong quang phổ hidrô có bước sóng λ 1 =0,1218μm và λ 2 = 0,3653μm. Năng lượng ion hóa của nguyên tử hidro khi ở trạng thái cơ bản A. 3,6eV B. 26,2eV C. 13,6eV D. 10,4eV 8. Vạch thứ hai của dãy Laiman có bước sóng λ =0,1026 μm.Cho biết năng lượng cần thiết tối thiểu để bứt electron ra khỏi nguyên tử hidrô từ trạng thái cơ bản là 13,6eV. Bước sóng ngắn nhất của vạch quang phổ trong dãy Pasen bằng A. 0,482 μm C. 0,725 μm B. 0,832 μm D.0,866 μm 9. Cho giá trị các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô là E 1 = -13,6eV; E 2 = -3,4 eV; E 3 = -1,5 eV. Cho h = 6,625.10 –34 Js; c = 3.10 8 m/s. Bước sóng dài nhất của bức xạ trong dãy Laiman là: A. 0,12μm B. 0,09μm C. 0,65μm D. 0,45μm 10. Khi Hiđrô ở trạng thái cơ bản được kích thích lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên 9 lần. Khi chuyển dời về mức cơ bản thì phát ra bước sóng bức xạ có năng lượng lớn nhất là: A. 0,103μm . B. 0,203μm . C. 0,13μm . D. 0,23μm Câu 1: Biết trong 10s, số electron đến được anot của tế bào quang điện (hạt). Số photon đập vào trong 1 phút là: A. B. C. D. Câu 2: Một điện cực bằng kim loại có bước sóng 0,083 μm, công thoát của kim loại (J). electron có thể rời xa kim loại tối đa là bao nhiêu nếu ta có điện trường đều cản E = 750 (v/m) A. 1,5cm B. 2cm C. 2,5cm D. 3cm Câu 3: Chọn câu phát biểu sai: A. Khi ánh sáng truyền đi, vận tốc của mỗi phôtÔN như nhau , không phụ thuộc vào môi trường bằng m/s B. Khi ánh sáng truyền đi, năng lượng của mỗi phôton như nhau, không phụ thuộc vào khoảng cách tới nguồn sáng C. Nguyên tử, phân tử phát xạ ánh sáng là phát xạ photon D. Vật hấp thụ ánh sáng là vật hấp thụ photon Câu 4: Chọn kết luận sai: A. Hiện tượng quang điện thể hiện tính chất sóng ánh sáng B. Mọi loại ánh sáng đều có bản chất là sóng điện từ C. Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt D. Hiện tượng quang điện thể hiện tính chất hạt của ánh sáng Câu 5: Bước sóng của vạch quang phổ đầu tiên trong dãy banme là 0,6563μm và vạch thứ hai trong dãy laiman 0.1027 μm. Biết năng lượng trạng thái cơ bản là – 13,6eV. Tính năng lượng trạng thái kích thích thứ nhất. A. – 3,4eV B. – 1,5eV C. – 0,8eV D. – 13,6eV Câu 6 : Khi chiếu bức xạ có hai tần số Hz và Hz vào catot của một catot tế bào quang điện ta thấy tỉ số các động năng ban đầu cực đại các electron tương ứng là 3. Xác định tần số giới hạn của kim loại làm catot. A. Hz B. Hz C. Hz D. Hz Câu 7: Chọn phát biểu sai A.Mỗi phôton bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một elecron B.Muốn đưa elecron ra khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho nó một công vừa đủ để “thắng” các liên kết với mạng kim loại .Công này gọi là công thoát (A) C.Nếu năng lượng của phôton ánh sáng kích thích lớn hơn hoặc bằng công thoát thì hiện tương quang điện xảy ra D. Trong kim loại một elecron không chỉ hấp thụ một phôton mà có thể đồng thời hấp thụ nhiều phôton Câu 8: Trong quang phổ của hidro các bước sóng của các vạch quang phổ như sau : Vạch thứ nhất của dãy Laiman có bước sóng 0,121568 μm.Vạch đỏ của dãy Banme có bước sóng 0,656279 μm . Vạch đầu tiên của dãy Pasen có bước sóng 1,8751 μm .Tính bước sóng của vạch thứ ba của dãy Laiman . A. 0,1026 μm B.0,09725 μm C. 1,125 μm D. 0,1975 μm Câu 9: Khi electron chuyển động trên quỹ đạo N của nguyên tử Hydro.Có bao nhiêu bước sóng của các bức xạ mà nguyên tử hidrô có thể phát ra khi e trở về lại trạng thái cơ bản ( quỹ đạo K) A. 3 B. 4 C.5 D.6 Câu 10: Cường độ dòng quang điện bảo hòa phụ thuộc vào: A.hiệu điện thế B.Bước sóng của ánh sáng kích thích C.Giới hạn quang điện D.Tần số của ánh sáng kích thích Câu 11: Chọn phát biểu đúng. Hiện tượng quang điện là: A.Hiện tượng elecron bật ra khỏi mặt kim loại khi kim loại bị nung nóng.Hiện tượng elecron bứt ra khỏi kim loại khi chịu tác dụng của điện trường mạnh C. Hiện tượng ánh sáng làm bật các elecron ra khỏi mặt kim loại D. Hiện tượng elecron tách ra khỏi mạt kim loại do chịu lực hút mạnh của điện tích dương Câu 12: Chọn câu phát biểu sai. A.Chùm sáng là chùm hạt, mỗi hạt gọi là một photon B.Năng lượng của mỗi photon mang năng lượng hoàn toàn xác định C.Photon tồn tại trong mọi trạng thái chuyển động và không bị biến mất D.Nồng độ photon càng lớn thì cường độ chùm sáng càng nhỏ Câu 13: Chọn câu phát biểu sai . A.Chất quang dẫn là chât cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện khi bị chiếu sáng B.Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng các electron liên kết được ánh sáng giải phóng để trở thành các electron dẫn C.Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện là pin quang điện D.Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn Câu14: Chiếu lần lượt vào catốt của một tế bào quang điện hai bức xạ điện từ có tần số f1 và f2 = 2f1 thì hiệu điện thế làm cho dòng quang điện triệt tiêu có trị số tuyệt đối tương ứng là 6V và 16V. Tìm giới hạn quang điện 0 của kim loại làm catốt . A. = 0,21 μm B.0,31 μm C. = 0,54 μm D.0,63 μm Câu 15: Giả sử các electron đó được tách ra bằng màn chắn để lấy một chùm hẹp hướng vào một từ trường đều có cảm ứng từ B=10^{–4}T,sao cho B vuông góc với phương ban đầu của vận tốc electron. Biết quỹ đạo của các electron có bán kính cực đại là R = 23,32mm . Xác định vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện. A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s Câu 16: Chọn phát biểu đúng A. Công thoát elecron là khác nhau đối với kim loại khác nhau B. Công thoát elecron đối với kim loại kiềm là lớn nhất C. Photon có bước sóng càng nhỏ thì năng lượng càng lớn D. A và C đúng Câu 17: Chọn phát biểu sai. Khi nguyên tử ở trạng thái dừng thì: A.Nguyên tử có năng lượng xác định B.Nguyên tử không bức xạ C.Các electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quĩ đạo có bán kính hoàn toàn xác định D. Nămg lượng của nguyên tử là nhỏ nhất Câu 18: Có thể giải thích tính quang dẫn A.Electron cổ điển B.Sóng ánh sáng C. Photon D.Động học phân tử Câu 19: Chọn phát biểu sai Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron phụ thuộc vào vào : A.Tần số ánh sáng kích thích B. Bước sóng của ánh sáng kích thích C.Cường độ của chùm sáng kích thích D. Kim loại được chiếu sáng Câu 20: Giới hạn quang điện kẽm là 0,36 μm, Công thoát của kẽm lớn hơn của natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện natri: A.0.504m B. 0.504mm C. 0.504 μm D. 5.04μm Câu 21: Vạch quang phổ có bước sóng m là vạch thuộc dãy A. Laiman B. Banme C. Pasen D. Banme hoặc Pasen Câu 22: Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát electron A = 6,625eV . Lần lượt chiếu vào catôt các bước sóng : λ1 = 0,1875(μm) ; λ2 = 0,1925(μm) ; λ3 = 0,1685(μm) . Hỏi bước sóng nào gây ra hiện tượng quang điện ? A. λ1 ; λ2 ; λ3 B.λ2 ; λ3 C. λ1 ; λ3 D.λ3 Câu 23: Khi chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng λ1 và λ2 với λ2 = 2λ1 vào một tấm kim loại thì tỉ số động năng ban đầu cực đại của quang electron bứt ra khỏi kim loại là 9 . Giới hạn quang điện của kim loại là λ0 . Tính tỉ số : λ0 / λ A. 16/9 B.2 C. 16/7 D. 8/7 Gv: Đặng Đình Hợp- Anh sơn 1 . đúng. Hiện tư ng quang điện là: A.Hiện tư ng elecron bật ra khỏi mặt kim loại khi kim loại bị nung nóng.Hiện tư ng elecron bứt ra khỏi kim loại khi chịu tác dụng của điện trường mạnh C. Hiện tư ng. điện trong 1 giây là: A. 25.10 13 B. 25.10 14 C. 50.10 12 D. 5.10 12 53. Biết dòng quang điện triệt tiêu khi hiệu điện thế hãm là 12V. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện A.1,03.10 6 . khi bị chiếu sáng B.Hiện tư ng quang điện trong là hiện tư ng các electron liên kết được ánh sáng giải phóng để trở thành các electron dẫn C.Pin hoạt động dựa vào hiện tư ng quang điện là pin