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

§78. Bài tập
ÔN TẬP CHƯƠNG 8:
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Các công thức thường dùng
1. Lượng tử ánh sáng

2. Công thức Anhxtanh:
3. Giới hạn quang điện:
4. Công suất của nguồn sáng:
nP là số phô tôn phát ra trong mỗi giây
5. Cường độ dòng quang điện bão hoà:
6. Hiệu suất lượng tử :

7. Hiệu điện thế hãm:
Phiếu học tập số 1
Sử dụng dữ kiện sau: Kim loại làm catốt của một tế bào quang điện có công thoát electron là A =2,2eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ có λ = 0,44µm. Cho h = 6,625.10-34 J.s. Trả lời các câu hỏi sau
Câu 1. Giới hạn quang điện của kim loại làm catốt thoả mãn giá trị nào sau đây
A. 0,5646 µm B. 0,6446µm
C. 0,6220µm D. 0,5960µm
Câu 2. Động năng ban đầu cực đại của quang electron nhận giá trị nào sau đây
A. 0,86eV B.0,62eV
C. 0,76eV D. 0,92eV
Câu 3. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron nhận giá trị nào sau đây
A. 0,468.107 m/s B. 0,468.105 m/s
C. 0,468.106 m/s D.0,468.109 m/s
Câu 4. Muốn triệt tiêu dòng quang điện phải đặt vào Anốt và Catốt của tế bào quang điện một hiệu điện thế UAK bằng bao nhiêu
A. UAK = 0,623V B. UAK = -0,623V
C. UAK = 0,866V C. UAK = -0,866V
Lời giải
1.Giới hạn quang điện có biểu thức:



đáp án đúng là A
2.Động năng ban đầu cực đại:



Đáp án đúng là B
3. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là:

Vomax =


Đáp án đúng là C
4. Hiệu điện thế hãm: Uh = UKA = - UAK
Để dòng quang điện triệt tiêu, ta có hệ thức:


Đáp án đúng là B: UAK = - 0,623 (V)
Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,552µm vào catốt của tế bào quang điện, dòng quang điện bão hoà có cường độ là Ibh = 2mA. Công suất của nguồn sáng chiếu vào catốt là P = 1,20W. Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 5. Số phôtôn đập vào catốt trong mỗi giây có giá trị nào sau đây:
A. 0,125.1019 B. 0,33.1019
C. 0,125.1016 D. 0,33.1016
Câu 6. Số electron bật ra khỏi catốt trong mỗi giây có giá trị nào sau đây
A. 1,25.1016 B. 2,5.1016
C. 1,25.1015 D. 2,2.1016
Câu 7. Tính hiệu suất lượng tử của hiện tượng quang điện
A. 0,650% B. 0,375%
C. 0,550% D. 0,425%
Lời giải
5. Số phôton đập vào catốt trong mỗi giây:



Đáp án đúng là B
6. Số electron bật ra khỏi catốt trong mỗi giây:



Đáp án đúng là C
7.Hiệu suất lượng tử:


Đáp án đúng là B
Câu 8. Catốt của một tế bào quang điện có công thoát electron là 2,88.10-19 J. Chiếu chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,60µm vào tế bào quang điện ấy. Tách từ chùm electron bắn ra từ catốt một e có động năng lớn nhất cho bay vào miền từ trường đều có cảm ứng từ B= 10-4 T theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ. Bán kính quỹ đạo của electron đó là:
A. R = 6,63cm B. R= 1,75cm
C. R = 70,43cm D. Một đáp án khác
Lời giải
8. Electron chuyển động trong từ trường theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ sẽ có quỹ đạo tròn, trong đó lực Lorenxo đóng vai trò lực hướng tâm ( bỏ qua trọng lực). Do đó ta có : evB = mv2 /R, suy ra
(1)

Trong đó v là vận tốc ban đầu cực đại của e quang điện :



Thay v vào (1) ta được:

Vậy đáp án là B
Các mức năng lượng của nguyên tử Hiđrô ở trạng thái dừng được tính theo công thức
En= -13,6/n2 (eV), với n là số nguyên; n = 1 ứng với mức cơ bản K, n = 2,3,4… ứng với các mức kích thích L, M, N…
Câu 9. Năng lượng iôn hoá ( tính ra Jun) của nguyên tử Hiđrô nhận giá trị nào sau đây
A. 21,76.10-19 J B. 21,76.10-13 J
C. 21,76.10-16 J D. 21,76.10-18 J
Câu 10. Tính tần số của bức xạ có bước sóng dài nhất trong dãy Banme
A. 5,46.1015 Hz B. 2,463.1014 Hz
C. 4,56.1014 Hz D. 2,315.1014 Hz
Lời giải
9. Năng lượng iôn hoá nguyên tử Hiđro là năng lượng cần cung cấp để electron chuyển từ quỹ đạo K (mức K) ra khỏi nguyên tử, có năng lượng là
Vậy năng lượng iôn hoá được tính theo công thức:


Vậy đáp án đúng là A
10. Bức xạ có bước sóng dài nhất trong dãy Banme ứng với sự chuyển mức năng lượng M về mức năng lượng L, ta có:


Vậy đáp án đúng là C
Các lưu ý khi làm bài tập trong chương 8
Hãy chú ý đến đơn vị của các đại lượng: năng lượng, bước sóng…
Hãy áp dụng đúng các công thức và biến đổi thật cẩn thận
Hãy chú ý đến các dạng bài tập, đặc biệt là bài tập về sự chuyển động của e quang điện trong điện trường và từ trường.
Hãy rút ra biểu thức kết quả dưới dạng chữ( nếu được) rồi hãy thay số để tránh kết quả bị làm tròn nhiều lần.