Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Chương VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Bài 30 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I.Hiện tượng quang điện 1.Thí nghiệm Héc tượng quang điện (năm 1887) Bố trí thí nghiệm hình 30.1 (Sgk) Chiếu chùm sáng hồ quang phát vào kẽm tích điện âm gắn vào cần tĩnh điện kế, góc lệch kim tĩnh điện kế giảm Thay kẽm kim loại khác, tượng xảy tương tự Kết quả: Ánh sáng hồ quang làm bật êlectron khỏi bề mặt kẽm tích điện âm 2.Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngồi) 3.Trong thí nghiệm xạ tử ngoại chùm tia hồ quang gây tượng quang điện kẽm Các êlectron bị bật gọi êlectron quang điện hay quang êlectron II.Định luật giới hạn quang điện Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hay giới hạn quang điện  o kim loại     o  , gây tượng quang điện Dùng thuyết sóng điện từ ánh sáng, ta khơng giải thích định luật giới hạn quang điện III.Thuyết lượng tử ánh sáng 1.Giả thuyết Plăng (năm 1900) Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định h f ; f tần số ánh sáng bị hấp thụ phát xạ ; h số 2.Lượng tử lượng Lượng lượng nói giả thuyết Plăng gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ  :   hf h gọi số Plăng xác định thực nghiệm: h  6,625.1034 J s 3.Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn) Anh-xtanh (1905) a.Ánh sáng tạo thành hạt gọi phơtơn b.Với ánh sáng đơn sắc có tần số f , phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hc   hf   c.Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c  3.108 m / s dọc theo tia sáng d.Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n 4.Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Anh-xtanh cho rằng, tượng quang điện có hấp thụ hồn tồn phơtơn chiếu tới Mỗi phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Muốn cho êlectron bứt khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho nố cơng để « thắng » liên kết Cơng gọi cơng A Như vậy, muốn cho tượng quang điện xảy lượng phơ tơn ánh sáng kích thích phải lớn cơng : hc hc  A    A  hf  A hay  A hc Đặt: 0  A Ta có   0 với 0 Chính giới hạn quang điện kim loại IV.Lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt Dù tính chất ánh sáng thể ánh sáng có bẩn chất điện từ Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 31 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I.Chất quang dẫn tượng quang điện 1.Chất quang dẫn Chất quang đẫn chất bán dẫn có tính dẫn điện khơng bị chiếu sáng trở thành dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp 2.Hiện tượng quang điện a.Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng giải phóng êlectron liên kết chúng trở thành êlectron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện b.Năng lượng kích hoạt: Năng lượng kích hoạt lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết thành êlectron dẫn Năng lượng kích hoạt có giá trị nhỏ cơng electron khỏi mặt kim loại nhiều, nên phôtôn vùng hồng ngoại gây tượng quang điện II.Quang điện trở -Quang điện trở điện trở làm chất quang dẫn Nó có cấu tạo gồm sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện -Điện trở quang trở thay đổi từ vài mêgm khơng chiếu sáng xuống đến vài chục ôm chiếu ánh sáng thích hợp III.Pin quang điện 1.Pin quang điện (còn gọi pin Mặt Trời) nguồn điện chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện 2.Hiệu suất pin quang điện vào khoảng 10% 3.Cấu tạo pin quang điện -Pin có bán dẫn loại n, bên có phủ lớp mỏng bán dẫn loại p Trên lớp kim loại mỏng, đế kim loại Các kim loại đóng vai trị điện cực trơ Lớp tiếp xúc p-n gọi lớp chặn, ngăn không cho êlectron khuếch tán từ n sang p lỗ trống từ p sang n -Hoạt động: Khi chiếu sáng ánh sáng có bước sóng thích hợp, gây tượng quang điện lớp bán dẫn loại p, giải phóng cặp êlectron lỗ trống Êlectron dễ dàng qua lớp chặn xuống bán dẫn loại n, cịn lỗ trống bị giữ lại lớp p Kết lớp kim loại mỏng phía trở thành điện cực dương, đế kim loại điện cực âm Suất điện động pin vào khoảng 0,5 V đến 0,8 V 4.Ứng dụng: Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi,… Ngày nay, người ta chế tạo thử thành công ô tô máy bay chạy pin quang điện BÀI TOÁN Dạng Tính tốn tượng quang điện ngồi I.Phương pháp 1.Sự truyền phôtôn -Năng lượng phôtôn ứng với bước sóng  hay tần số f :   hf  hc  Trong h  6,625.1034 ( J s); c  3.108 (m / s)  hc  19,875.1026 ( J m)  bước sóng ánh sáng chân khơng hc    hf    hf h -Khối lượng phôtôn:  m   c c c    mc  hc hc  -Khi ánh sáng truyền mơi trường có chiết suất n   nmt    hf   nmt Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Gọi N số phôtôn chiếu vào hay phát giây cơng suất hc P P P chùm sáng: P  N   Nhf  N N     hf hc -Nếu nguồn sáng phát từ O với công suất P (số phôtôn phát P giây N  ) phân bố theo hướng số phơtơn đập vào diện tích S đặt R O S  N S Nếu S có dạng hình trịn bán kính r 4 R d2 đường kính d S   r  -Cường độ sáng I (đơn vị W / m2 ) lượng ánh sáng truyền đơn vị thời gian, A( J ) P qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền: I    P  IS  N   IS S (m ).t (s) S 2.Điều kiện để xảy tượng quang điện -Hiện tượng quang điện xảy khi:   0    A với 0 giới hạn quang điện A cơng electron kim loại hc hc -Giới hạn quang điện kim loại: 0   A A 0 cách O khoảng R n   19 eV  1, 6.10 J  J  J  1, 6.1019 -Đổi đơn vị:  1MeV  1, 6.1013 J  1J  J  1, 6.1013 3.Liên hệ lượng phôtôn chiếu tới kim loại động ban đầu cực đại electron quang điện Vì chương trình không học công thức Anhxtanh nên đề kèm theo giả thiết “năng lượng phôtôn tới = cơng + động ban đầu cực đại electron quang điện” hay “động ban đầu cực đại electron quang điện = lượng phơtơn tới - cơng thốt” Khi ta có:   A  W0d max với W0 d max  eU h  mv0max U h hiệu điện hãm để triệt tiêu dòng quang điện (do electron quang điện chuyển động từ kim loại bứt đến cực dương - anot) Vì chương trình khơng học tế bào quang điện nên đề thường dùng cụm từ “hai điện cực kim loại A K đặt chân không nối kín nguồn điện chiều, chùm ánh sáng chiếu vào K làm bứt electron, electron bay phía A” Khi ta có: -Cường độ dòng quang điện: I  n ' e với n’ số electron quang điện đến A giây q ne n0 e với n số electron quang điện bứt t t thời gian t n0 số electron quang điện bứt giây n -Hiệu suất lượng tử: H  với N số phôtôn chiếu vào K giây N -Cường độ dịng quang điện bão hồ: I bh -Phần trăm electron quang điện đến A: h  -Khi dịng quang điện triệt tiêu U AK  U h Trang n' n0 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Từ:   A  W0 d max  hc   hc  mv02Max 0  2eU h 2hc  1  v0 max     m   0  m    A  hc  mv  hc  hc  eU h   max 0   U  mv0 Max  hc       h 2e e   0   2  m  v02 e U h  U h1  Max  v01Max  h    f  f1   f  f1   Lưu ý: Trong số toán người ta lấy U h  độ lớn Hiện tượng quang điện xảy chiếu đồng thời nhiều xạ tính đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu điện hãm Uh, điện cực đại VMax, … tính ứng với xạ có Min (hoặc fMax) -.Xét vật lập điện, có điện cực đại Vmax khoảng cách cực đại d max mà electron chuyển động điện trường cản có cường độ điện trường E tính theo cơng thức: 1  mv hc  1  e VMax  mv02Max  e Ed Max  hc     VMax  Max     2e e   0    0  -Khi nối vật dẫn lập có điện cực đại Vmax với đất dây dẫn có điện trở R dịng V điện cực đại điện lượng cực đại chuyển qua R thời gian t là: I max  max  qmax  I max t R -Với U AK hiệu điện A K, v A vận tốc cực đại electron đập vào A, vK  v0max 2 vận tốc ban đầu cực đại electron rời catốt thì: e U AK mvA mvK 2 4.Chuyển động electron quang điện điện trường từ trường a.Chuyển động từ trường theo phương vng góc với đường sức từ -Quỹ đạo chuyển động electron đường trịn Lúc lực Lorentz đóng vai trị lực mv hướng tâm làm cho hạt chuyển động tròn đều: Fht  FLorentz  e vB  R mv -Bán kính quỹ đạo electron là: R Xét electron vừa rời khỏi catốt v  v0max eB b.Chuyển động điện trường dọc theo đường sức điện -Khi electron chuyển động điện trường có cường độ E dọc theo mộ đường sức điện mv mv từ điểm M đến điểm N Wd( N )  Wd(M)  e E.MN  Wd(M)  e U NM  N  M  e U NM 2 eE eU -Chuyển động electron chuyển động biến đổi có gia tốc a   m md -Nếu electron chuyển động chiều đường sức điện lực điện cản trở chuyển động nên chuyển động chậm dần +Quãng đường được: S  v0t  at 2 v  v0  at +Vận tốc thời điểm t:  v  v0  2as -Nếu electron chuyển động ngược chiều đường sức điện lực điện với chiều chuyển động nên chuyển động nhanh dần Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 +Quãng đường được: S  v0t  at 2 v  v0  at +Vận tốc thời điểm t:  v  v0  2as c.Trong vùng không gian tồn đồng thời điện trường đầu từ trường mà véc tơ cường độ điện trường E song song chiều với trục Ox véc tơ cảm ứng từ song song chiều với trục Oy hệ trục tọa độ Đề-các vng góc Oxyz Một electron quang điện chuyển động vào khơng gian theo hướng Oz chịu tác dụng đồng thời hai lực: Lực điện ngược hướng với Ox có độ lớn Fd  e E ; lực Lorentz hướng với Ox có độ lớn FLorentz  e vB Nếu electron chuyển động thẳng theo hướng ban đầu ( Oz ) lực điện cân với lực Lorentz: e E  e vB  E  vB 5.Hiện tượng quang điện Quang trở Pin quang điện -Hiện tượng ánh sáng (bức xạ điện từ) giải phóng electron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện -Điều kiện để xảy tượng quang điện trong:   0     với  lượng kích hoạt E -Quang trở để bóng tối dịng điện qua mạch: I  với R0 điện trở quang r  R0 điện bóng tối, r điện trở nguồn điện E -Quang trở chiếu sáng dịng điện qua mạch: I  với R0 điện trở quang điện rR chiếu sáng UI UI  -Hiệu suất pin quang điện: H  với I cường độ dòng điện pin cung cấp Psang I sang S U điện áp hai cực pin II.Bài tập 1.Sự truyền phôtôn Bài Năng lượng photon ứng với ánh sáng có bước sóng 768nm A.1,61eV B.16,1eV C.1,61.10-2eV D.0,16eV Bài Trong chân không xạ đơn sắc vàng có bước sóng 0,589µm Lấy h  6,625.10 34 J s; c 3.10 m/ s e  1,6.1019 C Năng lượng photon ứng với xạ có giá trị A.2,11eV B.4,22eV C.0,42eV D.0,21eV Bài Với 1 ,  ,  lượng photon ứng vớ xạ màu vàng, xạ tử ngoại xạ hồng ngoại A 1     B   1   C     1 D   1   Bài Khi truyền chân không ánh sáng đỏ có bước sóng 1  720nm , ánh sáng tím có bước sóng 2  400nm Cho hai ánh sáng truyền môi trường suốt mà chiết suất tuyệt đối ánh sáng lần lượtlà n1  1,33 n1  1,34 Trong môi trường tỉ số lượng photon ánh sáng đỏ với photon ánh sáng tím 134 133 A B C D 133 134 Bài Một xạ hồng ngoại truyền mơi trường có chiết suất 1,4 có bước sóng 3 m xạ tử ngoại truyền mơi trường có chiết suất 1,5 có bước sóng 0,14 m Tỉ số lượng photon photon A.24 B.50 C.20 D.230 Bài Một nguồn laze phát ánh sáng đỏ bước sóng 630nm với cơng suất 40mW Số photon xạ thời gian 10 giây A.126,8.1016 B.126,5.1016 C.126,6.1016 D.126,4.1016 Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Một nguồn phát ánh sáng có bước sóng 662,5nm với công suất phát sáng 1,5.10-4W Lấy h  6,625.10 34 J.s; c  3.10 m / s Số photon nguồn phát giây A.5.1014 B.6.1014 C.4.1014 D 3.1014 14 Bài Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có tần số 5.10 Hz Công suất xạ điện từ nguồn 10W Số photon mà nguồn phát giây xấp xỉ A.3,02.1019 B.0,33.1019 C.3,02.1020 D.3,24.1019 Bài Độ nhạy võng mạc mắt ánh sáng vàng (tính bước sóng 600nm) 1,99.1018 W Phải có phôtôn ánh sáng vàng đập vào võng mạc giây gây cảm giác sáng? A.6 phôtôn/s B.60 phôtôn/s C.600 phôtôn/s D.6000 phôtôn/s 29 Bài 10 Công suất xạ mặt trời 3,9.10 W Năng lượng mặt trời tỏa ngày A 3,3696.1030 J B 3,3696.1031 J C 3,3696.1033 J D 3,3696.1034 J Bài 11 Một nguồn sáng có cơng suất 3,58W, phát ánh sáng tỏa theo hướng mà phơtơn có lượng 3,975.1019 J Một người quan sát đứng cách nguồn sáng 300km, bỏ qua hấp thụ ánh sáng khí Tính số phôtôn lọt vào mắt người quan sát giây Coi bán kính 2mm A.70 B.80 C.90 D.100 Bài 12 Một nguồn sáng có cơng suất 2,4W, phát ánh sáng có bước sóng 0, 6 m 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 Coi đường kính người vịa khoảng 4mm Bỏ qua hấp thụ ánh sáng khí A.470km B.274km C.220km D.269km 2.Điều kiện để xảy tượng quang điện Bài Cơng electron khỏi bề mặt kim loại 3,3.10-19J Giới hạn quang điện kim loại A.0,46µm B.0,52µm C.0,6µm D.0,7µm Bài Giới hạn quang điện kim loại 5200 A Cơng kim loại A.0,38.10-19J B.0,38.10-18J C.0,38.10-17J D.0,38.10-17J Bài Kim loại canxi catốt bình chân khơng có hai điện cực A K, có giới hạn quang điện 0  750nm Cơng kim loại A.2,000eV B.1,656eV C.0,7500eV D.1,528eV Bài Giới hạn quang điện kẽm 0,36µm, cơng electron kẽm lớn natri 1,4 lần Giới hạn quạng điện natri A.257nm B.504nm C.1760nm D.1040nm -19 Bài Một kim loại có cơng electron 7,2.10 J Chiếu vào kim loại xạ có bước sóng 1  0,18 m; 2  0, 21 m; 3  0,32 m 4  0,35 m Những xạ gây tượng quang điện kim loại có bước sóng A 1 , 2 , 3 B 1 , 2 C 3 , 4 D 2 , 3 , 4 Bài Lần lượt chiếu vào bề mặt kim loại có cơng 2eV ánh sáng có bước sóng 1  500nm 2  650nm Ánh sáng đơn sắc làm electron kim loại bứt ngồi? A.cả 1 , 2 B 2 C 1 D.khơng có xạ kể Bài Cơng electron khỏi vonfram 4,5eV Cần chiếu ánh sáng có bước sóng dài để gây tượng quang điện mặt lớp vonfram? A.0,276µm B.2,76µm C.0,207µm D.0,138µm Bài Biết cơng electron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89eV; 2,26eV; 4,78eV 4,14eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 m vào bề mặt kim loại Hiện tượng quang điện không xảy kim loại sau đây? A.kali đồng B.canxi bạc C.bạc đồng D.kali canxi 3.Liên hệ lượng phô tôn tới động ban đầu cực đại quang electron Bài Chiếu chùm phơtơn 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 Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Chiếu chùm phô tôn có lượng 9,9375.1019 J vào kim loại có cơng 8, 24.1019 J Biết động ban đầu cực đại electron hiệu lượng phơ tơn tới cơng thốt, khối lượng electron 9,1.1031 kg Tốc độ cục đại electron vừa bứt khỏi bề mặt A 0, 4.106 m / s B 0,8.10 m / s C 0, 6.106 m / s D 0,9.106 m / s Bài Chiếu vào kim loại có cơng electron 1,88eV, ánh sáng có bước sóng 0, 489 m Cho lượng mà 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 Bài Kim loại dùng làm ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều có cơng electron 2,5eV Chiếu vào ca tốt xạ có tần số 1,5.1015Hz Động ban đầu cực đại electron quang điện A.7,4eV B.9,7eV C.3,7eV D.6,0eV Bài Giới hạn quang điện kim loại ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều 500nm Biết tốc độ truyền sáng chân không số Planck h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s Chiếu vào ca tốt tế bào quang điện xạ có bước sóng 350nm động ban đầu cực đại electron quang điện A.1,70.10-19J B.70,00.10-19J C.0,70.10-19J D.17,00.10-19J Bài Một kim loại có giới hạn quang điện 275nm đặt lập điện Người ta chiếu sáng xạ có bước sóng  thấy điện cực đại kim loại 2,4V Bước sóng  ánh sáng kích thích A.273,8nm B.179,5nm C.456,5nm D.3259nm Bài Khi chiếu hai xạ có tần số f1; f2 (với f1  f ) vào cầu kim loại đặt lập xảy tượng quang điện với điện cực đại V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai xạ vào cầu điện cực đại A V1  V2 B V1  V2  C.V2 D.V1 Bài Tính vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện biết hiệu điện hãm 12V A.1,03.105m/s B.1,45.106m/s C.2,89.105m/s D.2,05.106m/s Bài Hai kim loại A K đặt song song, đối diện nối với nguồn điện chiều Tấm kim loại K có cơng thoát 2,26eV, chiếu đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng 0, 45 m 0, 25 m làm bứt electon bay phía A Hiệu điện U AK đủ để khơng có electron đến A A 2,5V B 2,7V C 2, 4V D 2,3V Bài 10.Chiếu ánh sáng đơn sắc vào ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều có tượng quang điện xảy Dòng quang điện triệt tiêu nhờ hiệu điện hãm có giá trị 1,9V Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A.5,2.105m/s B.6,2.105m/s C.7,2.105m/s D.8,2.105m/s Bài 11 Chiếu ánh sáng có bước sóng 660nm vào ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều phải đặt hiệu điện hãm 0,69V để vừa đủ triệt tiêu dòng quang điện Cơng kim loại làm ca tốt A.2,5.10-20J B.2,3eV C.1,19eV D.2,5.10-18J Bài 12 Khi chiếu vào ca tốt natri bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều xạ có bước sóng   0 hiệu điện hãm 2,48V Giới hạn quang điện natri A.300nm B.400nm C.500nm D.600nm Bài 13 Ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều có cơng 4,5eV Chiếu xạ có bước sóng 1 electron bận có vận tốc ban đầu cực đại v01 Nếu chiếu xạ cso bước sóng 2 nửa 1 vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện tăng gấp đơi Bước sóng 1 A.450nm B.650nm C.370nm D.540nm Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 14 Chiếu hai xạ có bước sóng 1  0,35 m & 2  0,54 m vào kim loại thấy vận tốc ban đầu cực đại điện tử bật ứng với hai xạ gấp hai lần Giới hạn quang điện kim loại A.459,3nm B.559,3nm C.659,3nm D.759,3nm Bài 15 Lần lượt chiếu vào ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều xạ điện từ có bước sóng 1  260nm 2  1, 21 vận tốc ban đầu cực đại 3v electron quang điện bứt từ ca tốt v1 v2 với v2  Giới hạn quang điện kim loại A.1450nm B.900nm C.420nm D.1000nm Bài 16 Chiếu hai xạ 600nm 250nm ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều Hiệu điện hãm có độ lớn gấp đơi Cho h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s Giới hạn quang điện kim loại A.555nm B.500nm C.600nm D.1500nm Bài 17 Giới hạn quang điện kim loại 0  0, 45 m Chiếu vào kim loại chùm sáng có bước sóng 1  400nm vận tốc ban đầu cực đại quang electron v1 Nếu thay chùm sáng có bước v sóng 2  0,3 m vận tốc ban đầu cực đại quang electron v2 Tỉ số v1 A.1,33 B.0,75 C.2 D.0,5 Bài 18 Chiếu ba xạ có bước sóng theo tỉ lệ 1 : 2 : 3  : 3: vào kim loại nhận vận tốc ban đầu cực đại quang electron theo tỉ lệ v1 : v2 : v3  1: 3: k Trong k A B C.2 D Bài 19 Chiếu ánh sáng có bước sóng   0, 40 m vào ca tốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều làm kim loại có cơng 2,48eV Nếu hiệu điện anot catot U AK  4V động lớn quang electron đập vào anot A.52,12.10-19J B.6,4.10-19J C.64.10-19J D.45,72.10-19J Bài 20 Khi chiếu vào catot bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều xêri xạ , người ta thấy vận tốc quang electrong cực đại anot 8.105m/s hiệu điện anot catot 12V Hiệu điện hãm xạ A.0,62V B.1,2V C.-1,2V D.3,02V Bài 21 Cơng electron kim loại dùng làm catot bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều 3,5eV Chiếu vào catot chùm sáng có bước sóng biên thiên từ 250nm đến 680nm Tính hiệu điện cần đặt vào anot catot để dòng quang điện triệt tiêu? A U AK  1, 2V B U AK  1, 47V C U AK  1, 47V D U AK  1, 2V Bài 22 Chiếu đồng thời hai xạ có bước sóng 452nm 243nm vào catot bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều Kim loại làm catot có giới hạn quang điện 500nm 34 31 Lấy h  6,625.10 J s; c 3.10 m/ s; m e 9,1.10 kg Vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A.2,29.104m/s B.9,24.103m/s C.9,61.105m/s D.1,34.106m/s Bài 23 Chiếu ánh sáng có bước sóng 300nm vào bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều, dòng quang điện bão hịa có giá trị 1,8mA Biết hiệu suất lượng tử tượng quang điện 1% Công suất xạ mà catot nhận A.1,49W B.0,149W C.0,745W D.7,45W Bài 24 Một bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều, có catot làm xêdi có giới hạn quang điện 650nm Chiếu vào catot ánh sáng với công suất 1mW Khi hiệu điện hãm tế bào quang điện 0,07V Biết photon đến catot giải phóng electron khỏi bề mặt catot Cường độ dòng quang điện bão hòa A.2,3.10-4A B.3,2.10-4A C.4,6.10-4A D.5,1.10-4A Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 25 Chiếu vào catot bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều xạ có bước sóng  với cơng suất P, ta thấy cường độ dịng quang điện bão hịa có giá trị I Nếu tăng cơng suất xạ thêm 20% thấy cường độ dòng quang điện bão hòa tăng 10% Hiệu suất lượng tử A.tăng 8,3% B.giảm 8,3% C.tăng 15% D.giảm 15% Bài 26 Một bình chân khơng có hai điện cực kim loại A K nối với nguồn điện chiều, chiếu xạ thích hợp điện cực K điện áp A K có giá trị định chie có 30% quang electron bứt khỏi K đến điện cực A Người ta đo cường độ dòng điện 3mA Cường độ dịng quang điện bão hịa có giá trị A 6mA B 1mA C 9mA D 10mA Bài 27 Hai kim loại phẳng A K đặt song song, đối diện nối kín với nguồn điện chiều ampe kế Chiếu chùm xạ vào kim loại K thấy electron bứt khỏi K có 25% electron bứt bay A Nếu số ampe kế 1, 4 A thid số electron bứt khỏi K giây A 1, 25.1012 B 35.1011 C 35.1012 D 35.1013 Bài 28 Hai kim loại phẳng A K đặt song song, đối diện nối kín với nguồn điện chiều ampe kế Chiếu chùm xạ có cơng suất 3mW mà phơtơn có lượng 9,9.1019 J vào kim loại K thấy electron bứt khỏi K Cứ 10000 phơtơn chiếu vào K có 94 electron bị bứt số đến A Nếu số ampe kế 3,375 A có phần trăm electron khơng đến A? A.74% B.30% C.26% D.19% 19 Bài 29.Một điện cực phẳng làm kim loại có cơng thoát 3, 2.10 J chiếu xạ mà phơtơn có lượng 4,8.1019 J Hỏi electron quang điện rời xa bề mặt điện cực khoảng tối đa bên điện cực có điện trường cản có cường độ 5V / m A.0,2m B.0,4m C.0,1m D.0,3m Bài 30 Một cầu nhôm chiếu xạ tử ngoại có bước sóng 83nm xảy tượng quang điện Biết giới hạn quang điện nhôm 332nm Hỏi electron quang điện rời xa bề mặt khoảng tối đa bên ngồi cầu có điện trường cản 75V / cm A.0,018m B.1,5m C.0,2245m D.0,015m 4.Chuyển động electron quang điện điện trường từ trường Bài Chiếu xạ có bước sóng   0,546 m lên kim loại có giới hạn quang điện 0 Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho chúng bay vào từ trường theo hướng vng góc với đường cảm ứng từ có B  104 T Biết bán kính cực đại electron 23,32mm Giới hạn quang điện 0 A.760nm B.600nm C.690nm D.120nm Bài Chiếu xạ vào catot tế bào quang điện có electron quang điện bật Muốn triệt tiêu dòng quang điện cần hiệu điện hãm 1,3V Nếu cho electron bay vào vùng từ trường có cảm ứng từ B  6.105 T theo phương vuông góc với đường sức từ electron chuyển động trịn với bán kính A.0,64m C.0,064m C.0,64cm D.0,064cm Bài Chiếu xạ điện từ có bước sóng 0,546μm lên mặt kim loại dùng catốt bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều thu dịng bão hịa có cường độ 2mA Cơng suất xạ điện từ 1,515W Giả sử electron tách chắn để lấy chùm hẹp hướng vào từ trường có cảm ứng từ B  104 T , cho B vuông góc với phương ban đầu vận tốc electron Biết quỹ đạo electron có bán kính cực đại 23,32 mm vận tốc ban đầu cực đại electron quang điện A.1,25.105 m/s B.2,36.105 m/s C.3,5.105 m/s D.4,1.105 m/s Bài Chiếu xạ đơn sắc bước sóng 0,533μm vào kim loại có cơng thoát electron 3,0.1019 J Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho chúng bay vào miền từ trường có cảm ứng từ B Hướng chuyển động electron quang điện vuông góc với B Biết bán kính cực đại quỹ đạo electron 22,75 mm Tìm độ lớn cảm ứng từ B từ trường Trang Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 A 2.104 T B 104 T C 1, 2.104 T D 0,92.104 T Bài Cho chùm hẹp electron quang điện hướng vào từ trường có cảm ứng từ B  104 T theo phương vng góc với đường sức từ Biết khối lượng điện tích electron 9,1.1031 kg 1,6.1019 C Tính chu kì quay electron từ trường A 1 s B 2 s C 0, 26 s D 0,36 s Bài Chiếu phơ tơn có lượng 5,5eV vào kim loại có cơng electron 2eV Cho lượng mà electron hấp thụ phần dùng để giải phóng nó, phần cịn lại hồn tồn biến thành động Tách electron cho bay từ M đến N điện trường mà hiệu điện U NM  2V Động electron điểm N A.1,5eV B.2,5eV C.5,5eV D.3,5eV Bài Khi chiếu xạ có bước sóng 400nm vào bề mặt catot bình chân khơng có hai điện cực A K nối với nguồn điện chiều có cơng thoát electron 2eV Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện có tốc độ lớn cho bau từ M đến N điện trường mà hiệu điện U MN  5V Tính tốc độ electron điểm N A 1, 245.106 m / s B 1, 236.10 m / s C 1, 465.106 m / s D 2,125.106 m / s Bài Cho chùm hẹp electron quang điện có tốc độ 106 m / s bay dọc theo đường sức điện trường có E  9,1V / m cho hướng vận tốc ngược với hướng điện trường Tính quãng đường electron sau thời gian 1000ns Biết khối lượng điện tích electron 9,1.1031 kg 1,6.1019 C A.1,6m B.1,8m C.0,2m D.2,5m 5.Hiện tượng quang điện Pin quang điện Bài Một chất bán dẫn có giới hạn quang dẫn 5 m Biết tốc độ ánh sáng chân không 3.108 m / s số Plank 6,625.1034 J s Tính lượng kích hoạt chất A 4.1019 J B 3,97eV C 0,35eV D 0, 25eV Bài Một mạch điện gồm pin có suất điện động 12V điện trở 4 mắc nối tiếp với quang điện trở thành mạch kín Khi khơng chiếu sáng cường độ dòng điện qua mạch vào khoảng 1, 2 A Khi quang trở chiếu sáng cường độ dòng điện mạch 0,5A Điện trở quang điện trở không bị chiếu sáng bị chiếu sáng A 10M;20 B 106 ;20 C 10M;10 D 1000;20 Bài Một pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp Diện tích tổng cộng pin 0, 4m2 Dòng ánh sáng chiếu vào pin có cường độ 1000W / m2 Khi cường độ dòng điện mà pin cung cấp cho mạch ngồi 2,5A điện áp đo hai cực pin 20V Hiệu suất pin A.43,6% B.14,25% C.12,5% D.28,5% Bài Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm quang điện trở, cuộn dây có cảm kháng 20 , điện trở hoạt động 30 tụ điện có dung kháng 60 Chiếu sáng quang trở với cường độ sáng định cơng suất tiêu thụ quang trở cực đại Xác định điện trở quang trở A 40 B 20 C 50 D 10 Bài 32 HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG I.Hiện tượng quang - phát quang 1.Khái niệm phát quang -Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng gọi tượng quang - phát quang Chất có khả phát quang gọi chất phát quang -Một đặc điểm quan trọng phát quang cịn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian dài ngắn khác phụ thuộc vào chất phát quang 2.Huỳnh quang lân quang -Sự phát quang chất lỏng chất khí có đặc điểm ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi huỳnh quang Trang 10 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Sự phát quang nhiều chất rắn lại có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi lân quang Các chất rắn phát quang gọi chất lân quang II.Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang -Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích: hq  kt -Giải thích thuyết lượng tử: Mỗi nguyên tử hay phân tử chất huỳnh quang hấp thụ hoàn tồn phơtơn ánh sáng kích thích có lượng hf kt 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 phần lượng Khi trở trạng thái bình thường phát phơtơn hfhq có lượng nhỏ hơn: hf hq  hf kt  hq  kt Bài 33 MẪU NGUN TỬ BO I.Mơ hình hành tinh ngun tử -Theo Rơ-dơ-pho nguyên tử cấu tạo hạt nhân mang tích điện dương nằm giữa, xung quanh có electron mang điện tích âm chuyển động quỹ đạo trịn hay elíp giống hệ Mặt Trời nên gọi mẫu hành tinh nguyên tử -Mẫu hành tinh nguyên tử Rơ-dơ-pho gặp phải khó khăn khơng giải thích tính bền vững nguyên tử tao thành quang phổ vạch nguyên tử -Mẫu nguyên tử Bo bao gồm mơ hình hành tinh ngun tử hai tiên đề Bo II.Các tiên dề Bo cấu tạo nguyên tử 1.Tiên đề trạng thái dừng -Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không xạ -Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng -Đối với nguyên tử Hidro, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương với số nguyên liên tiếp: n Bán kính r0 16r0 4r0 9r0 25r0 36r0 Tên quỹ đạo K L M N O P 11 Với r0  5,3.10 m gọi ván kính Bo -Bình thường, ngun tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi trạng thái Khi hấp thụ lượng nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao hơn, gọi trạng thái kích thích Thời gian nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (chỉ cỡ 108 s ) Sau nguyên tử chuyển trạng thái dừng có lượng thấp cuối trạng thái 2.Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử -Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng ( En ) sang trạng thái dừng có lượng thấp ( Em ) phát phơtơn có lượng hiệu En  Em :   hf nm  En  Em -Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En  Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En III.Quang phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử hyđrô Dựa vào tiên đề trạng thái dừng số liệu đo từ thực nghiệm, người ta xác định lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng khác Năng lượng electron nguyên tử hyđrô trạng thái dừng khác là: EK , EL , EM , EN , EO , EP , Dựa vào tiên đề thứ hai, nguyên tử hiđrô chuyển từ mức lượng cao xuống mức lượng thấp phát phơtơn có lượng hồn tồn xác định:   hf  Ecao  Ethap Trang 11 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 c , tức ứng với f vạch quang phổ có màu định Vì thế, quang phổ phát xạ nguyên tử hiđrô quang phổ vạch Ngược lại, nguyên tử hiđrô mức lượng thấp mà nằm chùm ánh sáng trắng, ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng phù hợp   hf  Ecao  Ethap để chuyển lên trạng thái có mức lượng cao Như vậy, sóng ánh sáng đơn sắc bị hấp thụ, làm cho quang phổ liên tục xuất vạch tối Do quang phổ hấp thụ nguyên tử hiđrô quang phổ vạch Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng   Bài 34 SƠ LƯỢC VỀ LAZE I.Cấu tạo hoạt động laze 1.Laze gì? -Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng -Tia laze đặc điểm: có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ lớn 2.Sự phát xạ cảm ứng Nếu nguyên tử trạng thái kích thích, sẵn sàng phát phơtơn có lượng   hf , bắt gặp phơtơn có lượng  ' hf , bay lướt qua nó, nguyên tử phát phôtôn  Phơtơn  có lượng bay phương với phơtơn  ' Ngồi ra, sóng điện từ ứng với phơtơn  hồn tồn pha dao động mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động sóng điện từ ứng với phơtơn  ' -Nếu có phơtơn ban đầu bay qua loạt nguyên tử trạng thái kích thích số phơtơn tăng lên theo cấp số nhân -Các phơtơn có lượng (ứng với sóng điện từ có bước sóng; tính đơn sắc chùm cao); chúng bay theo phương (tính định hướng chùm sáng cao); tất sóng điện từ chùm sáng nguyên tử phát pha (tính kết hợp chùm sáng cao) Ngồi ra, số phôtôn bay theo hướng lớn nên cường độ chùm sáng lớn 3.Cấu tạo laze -Tùy vào vật liệu phát xạ, người ta tạo laze khí, laze rắn laze bán dẫn -Xét Laze rubi (hồng ngọc) gồm rubi hình trụ, hai mặt mài nhẵn vng góc với trục Mặt mạ bạc trở thành gương phẳng có mặt phản xạ quay vào Mặt mặt bán mạ (phản xạ 50% cường độ chùm sáng) có mặt phản xạ quay vào (Hình 34.4 SGK) II.Một vài ứng dụng laze -Trong y học, laze dùng dao mổ phẩu thuật tinh vi mắt, mạch máu,… Ngoài laze dùng để chữa số bệnh da nhờ vào tác dụng nhiệt -Trong thông 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, tơi,…rất xác -Trong trắc địa, laze dùng công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng,… -Laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thông,… Các laze thuộc lạo laze bán dẫn BÀI TOÁN Dạng Mẫu BO quang phổ nguyên tử HIĐRÔ I.Phương pháp 1.Các tiên đề BO a.Các trạng thái dừng Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử hidro: rn  n2 r0 , với: n  1, 2,3, 4, r0  5,3.1011 m bán kính BO (ở quỹ đạo K) n Tên quỹ đạo K L M Trang 12 N O P ; Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bán kính r0 4r0 16r0 9r0 25r0 36r0  r1  n12 r0  r n  Khi tìm quỹ đạo dùng hệ thức:     r2  n2 r0   r2  n2  Tìm tốc độ electron quỹ đạo dừng: -Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng thứ n lực hút tĩnh điện Cu-lơng với hạt nhân đóng  Nm2  ke2 mv ke2 ke2  mvn2   vai trò lực hướng tâm: FCulong  Fht   n  với k  9.109   rn rn rn mrn  C  -Từ công thức ta suy ra: vn2 vn1  rn1 rn2  n1 n2 -Năng lượng trạng thái dừng bao gồm tương tác động electron: mvn2 2 En ke2 mvn2 En  Wt  Wd       rn 2 m -Khi electron quay quỹ đạo dừng thứ n tạo dịng điện có cường độ: 2  T   q 1, 6.1019  I  ke  t T  mrn v ke2   n   rn rn m rn3  b.Sự hấp thụ phát xạ lượng hc Tiên đề Bo:   hf   Ecao  Ethap  13, Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: En (eV ) Với n  cho lớp K; n  cho lớp L; n2 n  cho lớp M; n=6 P n=5 Năng lượng ion hóa lượng cần thiết để đưa electron từ O n=4 quỹ đạo dừng trạng thái xa vô cùng: N n=3 hc M  K   E  EK Suy lượng cần cung cấp để ion hóa K nguyên Pasen tử hidro Wcc   K  hc K  E  EK , L H H H H n=2 Banme E   Wcc   EK n=1 c.Sơ đồ mức lượng K Dãy Laiman: Nằm vùng tử ngoại, ứng với electron Laiman chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo K Vạch dài ứng với hc electron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K:  LK  hf LK   EL  EK Vạch ngắn ứng với electron LK chuyển từ  quỹ đạo K:  K  hf K  hc K  E  EK Dãy Banme: Một phần nằm vùng tử ngoại, phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy; ứng với electron chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo L -Trong vùng ánh sáng nhìn thấy có vạch đặc trưng là: +Vạch đỏ H ứng với e: M  L +Vạch lam H ứng với e: N  L +Vạch chàm H ứng với e: O  L +Vạch tím H ứng với e: P  L Trang 13 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Vạch dài ứng với electron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo L (vạch đỏ H ): hc quỹ đạo L:   hf   EM  EL Vạch ngắn ứng với electron chuyển từ    L  hf L  hc L  E  EL Dãy Pasen: Nằm vùng hồng ngoại, ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên quỹ đạo M hc Vạch dài ứng với electron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo M:  NM  hf NM   EN  EM Vạch NM ngắn ứng với electron chuyển từ  quỹ đạo M:  M  hf M  hc M  E  EM Mối liên hệ bước sóng tần số vạch quang phổ nguyên từ hiđrô: f31  f32  f 21 31  32  21 (như cộng véctơ) tương tự f 41  f 43  f32  f31  41  43  32  21 Khi electron chuyển lên trạng thái dừng thứ n, tìm số vạch quang phổ phát ra: Cách 1: Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm Cách 2: Tính tổng số nguyên có từ đến  n  1 n  n  1 2.Kích thích nguyên tử hidro a.Kích thích nguyên tử hidro cách cho hấp thụ phôtôn Giả sử nguyên tử hidro trạng thái E1 , hấp thụ phôtôn có lượng 13,  chuyển lên trạng thái dừng En cho: En  E1   Nếu En    eV  ta có: n 13, 13, Nếu n  N * có hấp thụ phơtơn  , cịn n  N * không   13,    n  n 13,   có hấp thụ phơ tơn  b.Kích thích ngun tử hidro cách va chạm -Nếu nguyên tử hidro trạng thái va chạm với electron có động W0 , Cách 3: Tính N  trình tương tác giả sử nguyên tử đứng yên chuyển lên trạng thái dừng En động cịn lại electron sau va chạm W  W0   En  E1  -Nếu dùng chùm electron mà electron cóa động W0 để bắn phá khối hidro trạng thái muốn chuyển lên trạng thái En mà khơng lên trạng thái En 1 En  E1  W0  En1  E1 Sau khối khí hidro phát tối đa n  n  1 vạch quang phổ II.Bài tập 1.Tiên đề trạng thái dừng Bài Một đám nguyên tử hidro trạng thái kích thích mà electtron chuyển động quỹ đạo dừng N Khi electron chuyển quỹ đạo dừng bên quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử có vạch? A.3 B.1 C.6 D.4 Bài Trong quang phổ phát xạ nguyên tử Hidro thu vạch Trong trạng thái sau đây, trạng thái kích thích cao ngun tử Hidro A.N B.O C.M D.L Trang 14 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Các mức lượng nguyên tử Hidro trạng thái dừng xác định công thức 13, En   (eV ) với n số nguyên; n  ứng với mức K; n  2,3, 4, ứng với mức kích n thích Tính tốc độ electron quỹ đạo dừng Bo thứ hai A 1,1.106 m / s B 1, 2.10 m / s C 1, 2.105 m / s D 1,1.105 m / s Bài Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử Hidro, chuyển động electron quang hạt nhân chuyển động tròn Tỉ số tốc độ electron quỹ đạo K tốc độ electron quỹ đạo M A.9 B.2 C.3 D.4 Bài Ở trạng thái electron nguyên tử Hidro chuyển động quỹ đạo K có bán kính r0  5,3.1011 m Tính cường độ dịng điện chuyển động gây A.0,05mA B.0,95mA C.1,05mA D.1,55mA 11 Bài Trong nguyên tử Hidro, bán kính Bo r0  5,3.10 m Bán kính quỹ đạo dừng N A.47,7.10-11m B.21,2.10-11m C.84,8.10-11m D.132,5.10-11m Bài Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K electron nguyên tử Hidro r0 Khi electron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L bán kính quỹ đạo giảm bớt A.12r0 B.4r0 C.9r0 D.16r0 Bài Nguyên tử Hidro gồm hạt nhân electron quay xung quanh Lực tương tác electron hạt nhân lực tương tác điện Biết số k  9.109 Nm ; e  1,6.1019 C khối lượng C 31 electron me  9,1.10 kg Vận tốc electron chuyển động quỹ đạo có bán kính r0  5,3.1011 m số vòng quay electron giây A v  1, 2.105 m / s; f  5,6.1014 Hz B v  3, 2.106 m / s; f  6,5.1015 Hz C v  2, 2.106 m / s; f  6,6.1015 Hz D v  4, 2.106 m / s; f  7,6.1015 Hz 2.Tiên đề phát xạ hấp thụ lượng nguyên tử Bài Trong quang phổ nguyên tử Hidro, biết bước sóng vạch dãy Laiman 21  0,1216 m , dãy Banme 32  0,6563 m Bước sóng vạch thứ hai quang phổ dãy Laiman A.0,2643µm B.0,1026µm C.0,1346µm D.0,3185µm Bài Theo tiên đề Bo, electron nguyên tử Hidro chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K ngun tử phát photon có bước sóng 21 , electron chuyển từ quỹ đạo M sang L ngun tử phát photon có bước sóng 32 electron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K ngun tử phát photon có bước sóng 31 Biểu thức xác định 31 A 31  3121 21  32 B 31  3121 32  21 C 31  32  21 D 31  32  21 Bài Trong quang phổ nguyên tử Hidro, vạch thứ vạch thứ tư dãy Banme có bước sóng tương ứng   656,3nm   410, 2nm Bước sóng vạch thứ ba dãy Pasen A.1,0939µm B.987,9nm C.1,6364µm D.1,0862µm Bài Trong quang phổ nguyên tử Hidro, biết bước sóng dài vạch quang phổ dãy Laiman 1 bước sóng vạch kề với dãy 2 bước sóng vạch quang phổ H dãy Banme A  1  2  B 12 1  2 C  1  2  D 12 1  2 Bài Đối với nguyên tử Hidro, mức lượng ứng với quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần luwotj là: -13,6eV; -1,51eV Cho h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s; e  1,6.1019 C Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng M quỹ đạo dừng K, ngun tử Hidro phát xạ có bước sóng A.102,7µm B.102,7mm C.102,7nm D.102,7pm Bài Cho biết tần số sóng hai vạch dãy Liman f1 f2 Tần số sóng f vạch dãy Banme Trang 15 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 A f  f  f1 B f  f1 f f1  f C f  f1  f D f  f1  f Bài Biết h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s; e  1,6.1019 C Khi nguyên tử Hidro chuyển từ trạng thái dừng có lượng -1,514eV sang trạng thái dừng có lượng -3,407eV ngun tử phát xạ có tần số A.2,571.1013Hz B.4,572.1014Hz C.3,879.1014Hz D.6,542.1012Hz 13, Bài Biết mức lượng ứng với quỹ đạo dừng n nguyên tử Hidro: En  (eV ); n  1, 2,3, n2 Khi Hidro trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên lần Khi chuyển dời mức phát bước sóng xạ có lượng lớn A.103nm B.203nm C.130nm D.230nm Bài Nguyên tử Hidro trạng thái có mức lượng -13,6eV Để chuyển lên trạng thái có mức lượng -3.4eV nguyên tử Hidro phải hấp thụ photon có lượng A.10,2eV B.-10,2eV C.17eV D.4eV Bài 10 Hai vạch quang phổ ứng với dịch chuyển từ quỹ đạo L K từ M L nguyên tử hidro 0 có bước sóng 1  1216 A 2  6563 A Biết mức lượng nguyên tử Hidro trạng thái kích thích thứ hai 1,51eV Tính mức lượng nguyên tử hidro trạng thái theo đơn vị electron-volt (eV) A 13,6eV B 13,62eV C 13,64eV D 13, 43eV Bài 11 Khi electron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hidro xác định công thức 13, En   (eV ) với n  1, 2,3, Khi electron nguyên tử hidro chuyển từ quỹ đạo dừng N quỹ n đạo dừng L nguyên tử phát phơtơn có bước sóng 1 Khi electron chuyển từ quỹ đạo O quỹ đạo M nguyên tử phát phơtơn có bước sóng 2 Mối liên hệ hai bước sóng 1 2 A 252  361 B 62  51 C 2562  6751 D 6752  2561 13, Bài 12 Mức lượng nguyên tử hidro xác định En   (eV ) với n  1, 2,3, , n trạng thái ứng với n  Khi nguyên tử chuyển từ mức lượng O mức N phát phơtơn có bước sóng 0 Khi nguyên tử hấp thụ phơtơn có bước sóng  chuyển từ mức lượng K lên mức lượng M So với 0  3200 81 A.nhỏ lần B.lớn lần 81 1600 C.nhỏ 50 lần D.lớn 25 lần Bài 13 Trong quang phổ nguyên tử hidro, ba vạch ứng với dịch chuyển từ L K; M L N M có bước sóng 0,1216 m;0,6563 m 1,875 m Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt electron khỏi nguyên tử hidro từ trạng thái 13,6eV Tính bước sóng ứng với dịch chuyển từ vô M A 0,77  m B 0,81 m C 0,87 m D 0,83 m Bài 14.Trong quang phổ Hidro, bước sóng dài dãy Laiman 121,6nm, bước sóng ngắn dãy Banme 365nm Khi nguyên tử Hidro trạng thái bản, để ion hóa nguyên tử Hidro cần phải cung cấp lượng A.21,79.10-19J B.13,6.10-19J C.6,625.10-34J D.2,18.10-19J Bài 15 Bước sóng ngắn vạch quang phổ có dãy Laiman 91,34nm Nguyên tử hidro trạng thái bản, để ion hóa nguyên tử hidro cần phải cung cấp lượng A 0,136.1014 eV B 0, 2176.1017 J C 0,136.1013 eV D 0,136.1014 J 13, Bài 16 Mức lượng nguyên tử hidro xác định En   (eV ) với n  1, 2,3, , n trạng thái ứng với n  Khi nguyên tử hidro mức lượng M, để ion hóa nguyên tử hidro cần phải cung cấp lượng Trang 16 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 A.13,6eV B.1,51eV C.0,85eV D.0,54eV 3.Kích thích nguyên tử hidro Bài Khi chiếu xạ mà phơtơn có lượng 9eV; 10,2eV; 16eV vào nguyên tử hidro trạng thái Hãy cho biết xạ phơ tơn xạ bị ngun tử hidro 13, hấp thụ? Biết mức lượng nguyên tử hidro trạng thái dừng xác định En   (eV ) n với n  1, 2,3, A.Không hấp thụ phôtôn B.Hấp thụ hai phôtôn C.Hấp thụ phôtôn D.Chỉ hấp thụ phơtơn Bài Khi kích thích ngun tử hidro trạng thái cách cho hấp thụ phơtơn có lượng thích hợp bán kính quỹ đạo dừng electron tăng lên lần Biết mức lượng nguyên 13, tử hidro trạng thái dừng xác định công thức: En   (eV ) với n  1, 2,3, Tính n lượng phơtơn A.12,1eV B.12,2eV C.12,3eV D.12,4eV Bài Các mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hidro xác định biểu thức 13,6 En   (eV ) với n  1, 2,3, Nếu ngun tử hidro hấp thụ phơ tơn có lượng 2,55eV n bươc sóng nhỏ xạ mà nguyên tử hidro phát A 9,74.108 m B 1, 46.10 8 m C 1, 22.108 m D 4,87.108 m Bài Nguyên tử hidro trạng thái va chạm với electron có lượng 13,2eV Trong q 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 trạng thái dừng nguyên tử hidro 13,6 xác định biểu thức En   (eV ) với n số nguyên n A.0,42eV B.0,51eV C.1,11eV D.0,16eV Bài Dùng chùm electron (mỗi electron có động W) bắn phá khối khí hidro trạng thái electron ngun tử chuyển quỹ đạo dừng xa quỹ đạo N Biết mức 13,6 lượng trạng thái dừng nguyên tử hidro xác định biểu thức En   (eV ) với n n số nguyên Giá trị W A.12,74eV B.12,2eV C.13,056eV D.12,85eV Dạng Bài toán tia X I.Phương pháp 1.Tần số lớn bước sóng nhỏ chùm tia X -Cơ chế phát tia X: Các electron thoát khỏi catốt (nhờ tượng phát xạ nhiệt electron) bị điện trường mạnh tác dụng, tăng tốc chuyển động nhanh anốt, đập vào đối âm cực (anốt), phần tương tác với nguyên tử cực làm phát tia X hay cịn gọi tia Rơnghen -Theo định lí độ biến thiên động năng, độ biến thiên động electron công lực điện trường nên ta có: We  W0  e U AK  We  W0  e U AK Với W0 động ban đầu electron vừa thoát khỏi mặt catốt nhờ tượng phát xạ nhiệt electron, giá trị động nhỏ ( W0  ) -Mặt khác theo định luật bảo tồn chuyển hóa lượng, động electron đến đối catot (anot) chuyển thành lượng tia X làm nóng đối catot, nên: hc We   X  Q  hf X  Q  Q X -Nếu toàn động We chuyển hóa thành lượng tia X (khơng có phần nhiệt lượng làm nóng đối catot, Q = 0) lúc đos lượng tia X lớn nhất:  X max  We Trang 17 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 -Hay:  X max  W0  e U AK  hf max  hc min  W0  e U AK -Nếu bỏ qua động ngăng ban đầu electron bứt khỏi catốt ( W0  ) ta có: min  e U AK hc ; f max  e U AK h 2.Nhiệt lượng anốt nhận -Nếu giây số electron đập vào anốt n cường độ dịng điện chạy qua ống Cu-lít-giơ I I  e n  n  e -Nếu có a phần trăm electron đập vào anốt xạ tia X số phơtơn tia X phát giây n p  a.n -Tổng động đập vào anốt giây W  nWe với We   X max -Nếu có H phần trăm động đập vào anốt chuyển thành nhiệt nhiệt lượng anốt nhận giây là: Q0  H W nhiệt lượng nhận sau thời gian t Q  t.Q0 -Nhiệt lượng mà vật thu vào hay tỏa là: Q  mc  t2  t1   mc.t đó: m khối lượng vật (kg); c nhiệt dung riêng chất làm vật ( J / kg.K ); t1 , t2 nhiệt độ đầu nhiệt độ cuối trình truyền nhiệt II.Bài tập Bài Hiệu điện anot catot ống Cu-lít-giơ 12kV Coi động ban đầu electron bật catot vơ nhỏ Bước sóng ngắn tia X mà ống phát A.1,035.10-8m B.1,035.10-9m C.1,035.10-10m D.1,035.10-11m Bài Một ống Cu-lít-giơ đặt hiệu điện U AK  19995V , biết động ban đầu electron bứt khỏi catốt 8.1019 J Bước sóng ngắn tia X mà ống ó thể phát A.101,42pm B.66,25pm C.82,81pm D.62,11pm Bài Hiệu điện anot catot ống Cu-lít-giơ 18,75kV Biết h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s; e  1,6.1019 C Bỏ qua động ban đầu electron Bước sóng ngắn tia X mà ơng phát A.0,4625.10-9m B.0,6625.10-10m C.0,5625.10-10-m D.0,6625.10-9m Bài Hiệu điện anot catot ống Cu-lít-giơ 25kV Coi vận tốc ban đầu chùm electron phát tùa catot không Biết h  6,625.1034 J s; c  3.108 m / s; e  1,6.1019 C Tần số lớn tia X mà ống phát A.60,380.1018Hz B.6,038.1015hz C.60,380.1015Hz D.6,038.1018Hz Bài Trong ống Cu-lít-giơ, tốc độ hạt electron đập vào anốt 8.107 m / s Biết khối lượng electron 9,1.1031 kg , tốc độ truyền ánh sáng chân không 3.108 m / s số Plăng 6,625.1034 J s Bước sóng nhỏ chùm tia X ống phát 0 0 A 0, 6827 A B 0,6826 A C 0, 6824 A D 0, 6825 A Bài Một ống Cu-lít-giơ phát xạ có bước sóng ngắn 6, 21.1011 m Biết độ lớn điện tích electron 1,6.1019 C , tốc độ truyền ánh sáng chân không 3.108 m / s số Plăng 6,625.1034 J s Bỏ qua động ban đầu electron Hiệu điện anốt catốt ống A.2,00kV B.2,15kV C.20,00kV D.21,15kV Bài Tốc độ electron đập vào anốt ống Cu-lít-giơ 45.106 m / s Để tăng tốc độ thêm 5.106 m / s phải tăng hiệu điện đặt vào ống lượng A.1,45kV B.4,5kV C.1,35kV D.6,2kV Bài Một ống Cu-lít-giơ có hiệu điện anot catot 12kV Để có tia X cứng, cụ thể làm bước sóng ngắn giảm 1,5 lần hiệu điện anot catot lúc phải A.12kV B.15kV C.16kV D.18kV Trang 18 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài Một ống Cu-lít-giơ phát xạ có bước sóng nhỏ 5.1011 m Để tăng thêm độ cứng tia X, người ta cho hiệu điện hai cực ống tăng thêm U  500V Biết độ lớn điện tích electron 1,6.1019 C , tốc độ truyền ánh sáng chân không 3.108 m / s số Plăng 6,625.1034 J s Bỏ qua động ban đầu electron Bước sóng ngắn tia A 3,13.109 m B 4,16.1010 m C 3,13.1010 m D 4,16.109 m Bài 10 Cường độ dòng điện qua ống Cu-lít-giơ 0, 01A , biết có 0,8% electron đập vào anốt làm xạ phôtôn tia X Số phôtôn tia X phát giây A 2,3.1017 B 2, 4.1017 C 5.1014 D 625.1014 Bài 11 Một ống Cu-lít-giơ giây xạ 3.1014 phơtơn tia X Những phơtơn có lượng trung bình ứng với bước sóng 1010 m Hiệu điện đặt vào hai đầu ống 50kV, cường độ dòng điện qua ống 1,5.103 A Người ta gọi tỉ số lượng xạ dạng tia X lượng tiêu thụ ống Cu-lít-giơ hiệu suất ống Hiệu suất trường họp A.0,2% B.0,8% C.3% D.60% Bài 12 Để tạo tia X, người ta dùng ống Cu-lít-giơ Khi đặt hiệu điện vào anốt catốt ống Culít-giơ cường độ dịng điện chạy qua ống 40mA tốc độ electron tới anốt 8.107 m / s Bỏ qua tốc độ ban đầu electron bật khỏi catốt Cho điện tích khối lượng electron e  1,6.1019 C; me  9,1.1031 kg Cơng suất trung bình ống Cu-lít-giơ A.728W B.730W C.732W D.734W Bài 13 Hiệu điện anot catot ống Cu-lít-giơ 15kV, dịng tia âm cực có cường độ 5mA Bỏ qua động electron bứt khỏi catot, giả sử 99% động electron đập vào anot chuyển thành nhiệt làm nóng anot bỏ qua xạ nhiệt Nhiệt lượng mà anot nhận giây A.45,75J B.72,25J C.74,25J D.74,5J 10 Bài 14 Một ống Cu-lít-giơ phát tia X có bước sóng ngắn 5.10 m Bỏ qua động ban đầu electron bứt khỏi catot Giả sử 98% động electron đập vào anot chuyển thành nhiệt làm nóng anot cường độ dịng điện chạy qua ống 2mA Biết độ lớn điện tích electron 1,6.1019 C , tốc độ truyền ánh sáng chân không 3.108 m / s số Plăng 6,625.1034 J s Nhiệt lượng tỏa anot phút A.298,125J B.29,813J C.292,1625J D.92,813J Bài 15 Trong giây tổng động electron đập vào anot 10J, anot có khối lượng 0,33kg, có nhiệt dung riêng 120 J / kg.0 C Giả sử 99% động đập vào anot chuyển thành nhiệt làm nóng anot bỏ qua xạ nhiệt Hỏi sau nhiệt độ anot tăng thêm 10000C? A.4900s B.4000s C.53,3 phút D.53,4 phút Bài 16 Trong ống Cu-lít-giơ, hiệu điện anot catot 1,2kV cường độ dịng điện qua ống 0,8mA Biết anot làm platin có diện tích 1cm2 , dày 2mm, có khối lượng riêng 21.103 kg / m3 nhiệt dung riêng 0,12kJ / kg.K Nhiệt độ platin tăng thêm khoảng 5000C sau khoảng thời gian A.162,6s B.242,6s C.222,6s D.262,6s Bài 17 Một ống Cu-lít-giơ có điện áp hai đầu ống 10kV với dòng điện ống 1mA Coi có 99% số electron đập vào anot chuyển thành nhiệt làm nóng anot Cho khối lượng anot 100g nhiệt dung riêng 120J/kg.độ Sau phút hoạt động anot nóng thêm độ? A.4,60C B.4,950C C.460C D.49,50C Bài 18 Hiệu điện hai cực ống Cu-lít-giơ 16,6kV, cường độ dòng điện qua ống 20mA Coi electron khỏi catot có tốc độ ban đầu khơng Biết anot làm nguội dịng nước chảy luồn bên Nhiệt độ nước lối cao lối vào 200C Giả sử có 99% động electron đập vào anot chuyển thành nhiệt làm nóng anot Cho nhiệt dung riêng nước 4186 J / kg.K Tính lưu lượng dịng nước theo đơn vị gam/giây A,3,6g/s B.3,8g/s C.3,9g/s D.3,7g/s Dạng Bài toán liên quan đến phát quang laze I.Phương pháp Trang 19 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 1.Hiện tượng quang - phát quang a.Khái niệm phát quang -Một số chất có khả hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác Hiện tượng gọi tượng quang - phát quang Chất có khả phát quang gọi chất phát quang -Một đặc điểm quan trọng phát quang cịn kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Thời gian dài ngắn khác phụ thuộc vào chất phát quang b.Huỳnh quang lân quang -Sự phát quang chất lỏng chất khí có đặc điểm ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi huỳnh quang -Sự phát quang nhiều chất rắn lại có đặc điểm ánh sáng phát quang kéo dài khoảng thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Sự phát quang gọi lân quang Các chất rắn phát quang gọi chất lân quang c.Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang -Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài bước sóng ánh sáng kích thích:  hq  kt  hq   kt     f hq  f kt -Gọi N , N ' số phơ tơn kích thích chiếu vào chất phát quang giây số phô tôn phát quang giây Cơng suất chùm sáng kích thích chùm sáng phát quang là: hc   P  N  kt  Nhf kt  N  P ' N '  hq N ' kt  kt     P N  kt N hq  P '  N  hq  Nhf hq  N hc  hq 2.Laze a.Laze gì? -Laze nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng b.Đặc điểm -Tia laze đặc điểm: có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ lớn c.Một vài ứng dụng laze -Trong y học, laze dùng dao mổ phẩu thuật tinh vi mắt, mạch máu,… Ngoài laze dùng để chữa số bệnh da nhờ vào tác dụng nhiệt -Trong thông 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, tơi,…rất xác -Trong trắc địa, laze dùng công việc đo khoảng cách, tam giác đạc, ngắm đường thẳng,… -Laze dùng đầu đọc đĩa CD, bút bảng, đồ, thí nghiệm quang học trường phổ thông,… Các laze thuộc lạo laze bán dẫn -Nhiệt lượng cần cung cấp cho khối kim loại có khối lượng m nhiệt dung riêng c để đưa khối kim loại lên điểm nóng chảy là: Q1  mc  tnc  t0  -Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối kim loại có khối lượng m, có nhiệt nóng chảy L từ thể rắn sang thể lỏng là: Q2  L.m -Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho khối kim loại để nấu chảy hoàn toàn khối kim loại là: Q  Q1  Q2 Q -Nếu công suất chùm laze P thời gian cần để nấu chảy là: t  P II.Bài tập Bài Chọn câu đúng: Ánh sáng huỳnh quang A.tồn thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Trang 20 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 B.hầu tắt sau tắt ánh sáng kích thích C.có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích D.do tinh thể phát sau kích thích ánh sáng thích hợp Bài Chọn câu Ánh sáng lân quang A.được phát chất rắn, chất lỏng chất khí B.hầu tắt sau tắt ánh sáng kích thích C.có thể tồn thời gian sau tắt ánh sáng kích thích D.có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích Bài Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu ánh sáng đơn sắc chất phát quang? A.Đỏ sẫm B.Đỏ tươi C.Vàng D.Tím Bài Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexerin 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 Bài Một chất có khả phát ánh sáng phát quang với tần số 6.1014Hz Khi dùng ánh sáng có bước sóng để kích thích chất khơng thể phát quang? A 0,55 m B 0, 45 m C 0,38 m D 0, 40 m Bài 6: Chất fluorexerin hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng   0, 48 m phát ánh sáng có bước sóng  '  0,64 m Biết hiệu suất phát quang 90% Số phô tôn ánh sáng kích thích chiếu đến 1s 2012.1010 hạt Số photon của chùm sáng pahts quang phát 1s là: A.2,6827.1012 B.2,4144.1013 C.1,3581.1013 D.2,9807.1011 Bài Một chất phát quang kích thích ánh sáng có bước sóng 0, 26 m phát ánh sáng có bước sóng 0,52 m Giả sử công suất chùm phát quang 20% công suất chùm ánh sáng kích thích Tỉ số số phôtôn ánh sáng phát quang số phôtôn ánh sáng kích thích khoảng thời gian là: 1 A B C D 10 5 Bài Chiếu ánh sáng có bước sóng 300nm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 500nm Cho cơng suất ánh sáng phát quang 0,01 công suất chùm sáng kích thích Để có phơtơn ánh sáng phát quang số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào A.600 B.60 C.25 D.133 Bài Chiếu búc xạ đơn sắc có bước sóng  vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 500nm Cho cơng suất ánh sáng phát quang 0,01 cơng suất chùm sáng kích thích có 3000 phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào có 75 phơtơn ánh sáng phát quang phát Giá trị  A 0,18 m B 0, 25 m C 0, 2 m D 0,3 m Bài 10 Chiếu ánh sáng có bước sóng 260nm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 520nm 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% Bài 11 Tia laze khơng có đặc điểm đây? A.Tính đơn sắc cao B.Tính định hướng cao C.Cường độ lớn D.Công suất lớn Bài 12 Trong laze rubi có biến đổi dạng lượng thành quang năng? A.Điện B.Cơ C.Nhiệt D.Quang Bài 13 Chùm sáng laze rubi phát có màu A.trắng B.xanh C.đỏ D.vàng Bài 14 Màu đỏ laze rubi ion phát ra? A.nhôm B.ô xi C.crôm D.ion khác Bài 15 Nguồn laze mạnh phát xung có lượng 3000J Bức xạ phát có bước sóng   480nm Số photon xạ A.7,25.1021 B.7,45.1021 C.7,25.1023 D.8,25.1021 Trang 21 Lượng tử ánh sáng - Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com - phone: 0948249333 Bài 16 Người ta dùng thiết bị laze để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng Chiếu tia laze dạng xung ánh sáng phía Mặt Trăng người ta đo khoảng thời gian thời điểm phát thời điểm nhận xung phản xạ máy thu đặt Trái Đất 2,667s Khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng A.4,55.105 km B.4,0.105km C.4,0.104km D.4,25.105km Bài 17 Laze A phát chùm xạ có bước sóng 0, 45 m với cơng suất 0,8W Laze B phát chùm xạ có bước sóng 0,60 m với công suất 0,6W Tỉ số photon laze B laze A phát giây là: A.1 B.20/9 C.2 D.3/4 Bài 18 Dùng chùm laze có cơng suất 10W để nấu chảy khối thép có khối lượng 1kg Nhiệt độ ban đầu khối thép 300C, nhiệt dung riêng thép 448J / kg.0 C , nhiệt nóng chảy thép L  270kJ / kg , nhiệt độ nóng chảy thép tnc  15350 C Coi không bị nhiệt lượng mơi trường Thời gian làm nóng chảy toàn khối thép A.26h B.0,94h C.100h D.94h Bài 19 Người ta dùng laze hoạt động chế độ liên tục để khoan thép Công suất chùm 10W Đường kính chùm sáng d  1mm , bề dày thép e  2mm Nhiệt độ ban đầu t1  300 C Khối lượng riêng thép   7800kg / m3 ; nhiệt dung riêng thép c  448J / kg.0 C ; nhiệt nóng chảy thép L  270kJ / kg ; điểm nóng chảy thép tnc  15350 C Thời gian tối thiểu để khoan A.1,16s B.2,12s C.2,15s D.2,275s Bài 20 Người ta dùng loại laze CO2 có cơng suất P  10W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm cho nước phần mơ chỗ bốc mơ bị cắt Chùm laze có đường kính 0,1mm di chuyển với vận tốc 0,5cm/s bề mặt mô mềm Nhiệt dung riêng nước c  448J / kg.0 C ; nhiệt hoá nước L  2260 J / kg ; nhiệt độ thể 370C Thể tích nước mà tia laze làm bốc 1s A.2,892 mm3 B.3,963mm3 C.4,01mm3 D.2,55mm3 Bài 21 Người ta dùng loại laze CO2 có công suất P  10W để làm dao mổ Tia laze chiếu vào chỗ mổ làm cho nước phần mơ chỗ bốc mơ bị cắt Chùm laze có đường kính 0,1mm di chuyển với vận tốc 0,5cm/s bề mặt mô mềm Nhiệt dung riêng nước c  448J / kg.0 C ; nhiệt hoá nước L  2260 J / kg ; nhiệt độ thể 370C Chiều sâu cực đại vết cắt A.1mm B.2mm C.3mm D.4mm Trang 22