Bài 30. Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Chương VI :
Lượng tử ánh sáng
Chuyên đề 1 :
HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN
CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1/ Thuyết lượng tử ánh sáng :
Năng lượng của phôtôn :
ε = hf = hc/λ
2 / Phương trình Einstein :
ε = A + ½ m v02
Với ε = hf = hc/λ
3 / Điều kiện xãy ra hiện tượng quang điện : λ ≤ λ0
Với giới hạn quang
điện của kim loại làm catod
4 / Hiệu điện thế hãm :
5 / Công suất của nguồn sáng

Với : nλ: Số phôton bức xạ phát ra mỗi giây
6 / Cường độ dòng quang điện bảo hoà : Ibh = ne.e
ne:Số electron đến anod trong mỗi giây
7 / Hiệu suất lượng tử :

ne:số e bức ra khỏi catod trong 1 giây
np:số photon đập vào catod trong1giây
Lưu ý : 1ev = 1,6 .10-19J
1A0=10-10m
BÀI TẬP MẪU
Bài 1 : Biết giới hạn quang điện của kẽm là 0,36 µm .
a / Tính công thoát e khỏi kim loại
b / Chiếu vào tế bào quang điện chùm sáng có bước sóng 3000A0. Tìm hiệu diện thế hãm Uh .

GIẢI
a/ Công thoát electron :

Hay A = 3,45eV

b/ Để dòng quang điện triệt tiêu thì :

Bài 2 : Trong 10s số e đến được catod của tế bào quang điện là 3.1016. Biết hiệu suất lượng tử là 400/0 .Tìm cường độ dòng quang điện lúc này và số photon đập vào catod trong 1 phút
Giải
Cường độ dòng quang điện


Từ công thức :

VẬN DỤNG
Trả lời các câu hỏi 1,2,3,4 nhờ sử dụng các dữ liệu sau : Công thoát của electron khỏi một kim loại là 1,88eV . Dùng kim loại nầy làm catod của một tế bào quang điện . Chiếu vào catod của tế bào quang điện nầy một ánh sáng có bước sóng 0,489μm.
Câu 1 : Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catod là :
A/6,600μm B/0,661μm C/0,066μm D/ Một kết quả khác
Câu 2: Vận tốc cực đại của các e thoát ra khỏi catod tế bào quang điện là :
A/ 4,82.105mm/s B/ 4,82.105cm/s C/ 4,82. 105m/s D/ 4,82.1010m/s
Câu 3: Giả thuyết các e thoát ra khỏi catod đều bị hút về anod , khi đó dòng quang điện có cường độ 0,32mA . Số e thoát ra khỏi catod mỗi giây là :
A/ 2.1015hạt B/ 2.1017hạt C/ 2.1019hạt D/ 2.1013hạt
Câu4:Hiệu điện thế giữa anod và catod phải thỏa mãn điều kiện gì để không một e nào từ catod về được anod
A/ UAK ≥ -0,66V B/ UAK ≤ -0,66V C/UAK ≤ 0,66V D/ Một giá trị khác
Câu 5: Chiếu ánh sáng có bướcsóng0,18μm vào tấm kim loại có công thoát7,2.10-19J thì vận tốc ban đầu cực đại của e là :
A/0,7.106m/s B/0,91.106m/s C/1,25.106m/s D/1,5.106m/s
Câu 6 :Chiếu vào catod một tế bào quang điện ánh sáng có bước sóng 0,4μm .Biết công thoát của e khỏi catod tế bào quang điện nầy là 3.10-19 J . Động năng ban đầu cực đại của quang electron là :
A/ 12,25eV B/ 122,5eV C/ 1,96.10-19J D/ 0,196.10-19 J