Lượng tử ánh sáng lý thuyết và bài tập áp dụng

Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng. Mẫu nguyên tử Bo
CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. NHỮNG ĐIỀU CẦN NHỚ
1. Thuyết lượng tử ánh sáng. Hiệu ứng quang điện.
 Giả thuyết lượng tử ánh sáng của Plăng
- Năng lượng bức xạ được phát ra không thể có giá trị liên tục bất kỳ, mà bao giờ cũng là bội số nguyên của một năng lượng
nguyên tố được gọi là lượng tử năng lượng.
- Nếu bức xạ có tần số f (bước sóng  ) thì giá trị một lượng tử năng lượng tương ứng bằng:

  hf 

-

hc
34
với h  6,625.10 Js gọi là hằng số Plăng.


Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn
Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn (hay lượng tử ánh sáng). Phôtôn có vận tốc của ánh sáng , có
một động lượng xác định (không bao giờ đứng yên) và mang một năng lượng xác định:

  hf 

hc


 chỉ phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc vào khoảng cách từ nó đến nguồn sáng.
- Cường độ chùm sáng tỉ lệ với phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.
2. Hiện tượng quang điện ngoài
- Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng êlectron bị bức ra khỏi mặt kim loại khi bị ánh sáng thích hợp chiếu vào.
- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là bước sóng dài nhất của bức xạ có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kim
loại đó.
- Các định luật quang điện:
Định luật thứ nhất: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn
hoặc bằng bước sóng giới hạn:    0 .

-

Định luật thứ hai: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (    0 ) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ
của chùm sáng kích thích.
Định luật thứ ba: Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện không phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích
thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại.
Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

  hf  A 
A=

1
2
mv 0 max
2

h.c
là công thóat êlectron khỏi kim loại, v 0 max là vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện.
0

-

Hiện tượng quang điện được ứng dụng trong các tế bào quang điện, trong các dụng cụ để biến đổi các tín hiệu ánh sáng thành
tín hiệu điện.

-

Giới hạn quang điện:

-

Công suất của nguồn sáng: P 

-

0 

hc
.
A
N   n h.c

t


N  là số photon chiếu đến catot trong thời gian t.
n là số photon chiếu đến catot trong 1s
 là lượng tử ánh sáng.
q N .e
Cường độ dòng quang điện bão hòa: I bh   e  ne .e
t
t
N e là số electron bức ra khỏi catot để đi về anot trong thời gian t.
ne là số electron bức ra khỏi catot để đi về anot trong 1s
e  1, 6.1019 C là điện tích nguyên tố.

GV: Nguyễn Phước Nghĩa- THPT Lê Lợi - TP Kon Tum – Tỉnh Kon Tum

1


-

Hiệu điện thế hãm:

eU h 
.
-

Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại Vmax và khoảng cách cực đại mà e chuyển động trong điện trường cản có cường độ

E được tính theo công thức: eU h 
.
-

1
2
me v0 ; với Uh < 0
2

2
mV0max
2

Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện): H 

N e ne I bh .h.c
 =
p..e
N  n

2. Hiện tượng quang điện trong
Hiện tượng tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống trong chất bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng có bước sóng thích hợp, gọi
là hiện tượng quang điện trong.
3. Hiện tượng quang dẫn. Quang trở. Pin quang điện
- Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng giảm mạnh các điện trở tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn do tác dụng của ánh sáng.
Trong hiện tượng này ánh sáng đã giải phóng các êlectron liên kết để tạo thành các êlectron dẫn và lỗ trống tham gia quá
trình dẫn điện nên gọi là hiện tượng quang trong.
- Giới han quang dẫn của mỗi bán dẫn là bước sóng dài nhất của bức xạ có khả năng gây ra hiện tượng quang dẫn ở bán dẫn
đó.
- Hiên tượng quang dẫn ứng dụng trong các quang điện trở và pin quang điện. Quang điện trở có thể thay thế tế bào quang điện
trong các mạch điều khiển tự động.
4. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng
Là hiện tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ sáng truyền qua nó.
* Định luật về sự hấp thụ ánh sáng: Cường độ I của chùm sáng đơn sắc khi truyền qua môi trường hấp thụ, giảm theo đinh
luật hàm mũ của độ dài d của đường đi tia sáng:
 d
0
Trong đó:
I0 là cường độ của chùm sáng tới môi trường.
 là hệ số hấp thụ của môi trường.
+ Hấp thụ ánh sáng của môi trường có tính chấn lọc lựa, hệ số hấp thụ của môi trường phụ thuộc vào bước sóng của ánh
sáng.
+ Chùm sáng chiếu vào một vật, gây ra phản xạ, tán xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật là kết quả của sự hấp thụ và và
phản xạ, tán xạ lọc lựa ánh sáng chiếu vào vật.
5. Sự phát quang
Sự phát quang là một dạng phát ánh sáng rất phổ biến. Hiện tượng quang phát quang là hiện tượng một chất hấp thụ ánh sáng
kích thích có bước sóng này để phat ra ánh sáng có bước sóng khác. Sự phát quang có đặc điểm:
+ Mỗi chất phát quang cho một quang phổ riêng đặc trưng cho nó.
+ Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang còn tiếp tục kéo dài một thời gian nào đó. Nếu thời gian phát quang ngắn dưới

I I e

108 s gọi là huỳnh quang, nếu thời gian dài từ 106 s đến ngắn hơn gọi là lân quang.
+ Ánh sáng phát quang có bước sóng  ' lớn hơn bước sóng  của ánh sáng kích thích (  '   ).
6. Tia laze: Là một chùm sáng phát ra từ nguồn sáng đặc biệt (gọi là laze). Tia laze là ánh sáng kết hợp, có tính đơn sắc cao. Chùm tia
laze có tính định hướng cao, có cường độ lớn.
7. Mẫu nguyễn tử Bo. Nguyên tử hiđrô
 Các tiên đề Bo
- Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái dừng có năng lượng xác định.
- Khi chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng E n sáng trạng thái dừng có mức năng lượng E m ( E m  E n ) thì nguyên
tử phát ra một phôtôn có tần số f xác định bởi:

E n  E m  hf ; ( h  6,625.10 34 Js gọi là hằng số Plăng).
Ngược lại nếu nguyên tử ở trạng thái dừng E m mà hấp thụ được một phôtôn có tần số f trên thì nó chuyển sang trạng thái có
mức năng lượng E n .

2

So sánh với mẫu Rơdơpho (Rutherford) thì mẫu Bo:
+ Giống nhau về mô hình: có hạt nhân, kiểu hành tinh.
+ Khác nhau cơ bản về trạng thái dừng.
 Ứng dụng giải thích quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô
- Sơ đồ chuyển êlectron từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác và sơ đồ chuyển mức năng lượng của hiđrô tạo thành các dãy quang
phổ: (Hình vẽ)
- Nguyên tử hiđrô có một êlectron chuyển động quanh hạt nhân.
Bình thường êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng cơ bảncó bán kính R 0 (bán kính Bo) gần hạt nhân nhất, năng lượng
của êlectron nhỏ nhất, năng lượng hệ nguyên tử cũng nhỏ nhất.
Khi bị kích thích nó ở trên một quỹ đạo dừng xác định nào đó (tùy năng lượng mà nó có) trong thời gian ngắn nhất khoảng
-

10 8 s rồi ngay lập tức nó lại trở về trang thái cơ bản và phát ra một phôtôn ánh sáng.
Sơ đồ chuyển êlectron từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác và sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tử hidro tạo thành các
dãy quang phổ.

P

Dãy Ban - me
(nhìn thấy)
Dãy Pa –sen
(hồng ngoại)

Dãy lai –man
(tử ngoại)

O

N

M
L
K

n=6
n=5
n=4
n=3
n=2
n=1
E

(n = 6) P
(n = 5) O
(n = 4) N

E6
E5
E4

(n = 3) M

E3



  

(n = 2) L

E2

(n = 1) K

E1

  



 


Lai  man

 


Ban  me

Pa  sen

Từ quỹ đạo có năng lượng cao hơn (xa hạt nhân hơn) khi trở lại quỹ đạo gần hạt nhân nhất nó có thể chuyển thẳng hoặc qua các trạng
thái trung gian. Nên số phôton có thể phát ra khác nhau cả về số lượng và năng lượng mỗi phôton.
Như vậy trong quang phổ vạch của nguyên tử hidro có các dãy Lai – man, Ban – me và Pa – sen, …
- Dãy Lai – man ứng với sự chuyển êlectron từ quỹ đạo xa hạt nhân hơn về quỹ đạo K ( n = 1), các vạch quang phổ trong dãy
này thuộc vùng tử ngoại.
- Dãy Ban – me ứng với sự chuyển êlectron từ quỹ đạo xa hạt nhân hơn về quỹ đạo L (n = 2), các vạch quang phổ trong dãy
này thuộc vùng tử ngoại và vùng ánh sáng nhìn thấy.


3

-

Pa – sen ứng với sự chuyển êlectron từ quỹ đạo xa hạt nhân hơn về quỹ đạo M (n = 3), các vạch quang phổ trong dãy này
thuộc vùng hồng ngoại.

*Chú ý:

 

a.Trong quang phổ vạch của nguyên tử Hidro có vô số vạch, tuy nhiên chỉ có 4 vạch phổ nhìn thấy là đỏ  H   ; lam H  ; chàm

 H  ; tím  H  vì bước sóng thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.




b.Bước sóng dài nhất (tần số ngắn nhất) trong dãy :
+Laiman là

21 ( f 21 ) và theo sơ đồ 21  31  41...  f 21  31  41...

+Banme là

32 ( f32 ) và theo sơ đồ 32  42  52 ...  f 32  42  52 ...

+Pasel là

43 ( f 43 ) và theo sơ đồ 43  53  63 ...  f 43  53  63 ...

c.Bước sóng ngắn nhất (tần số lớn nhất) ứng với sự chuyển của e từ “vô cùng “ về quĩ đạo có năng lượng thấp nhất tương ứng trong
mỗi dãy, cụ thể:
+Bước sóng ngắn nhất (tần số lớn nhất) trong dãy Laiman ứng với sự chuyển e từ  về quĩ đạo K là 1 ( f 1 ) luôn có một giá trị
xác định.
+Bước sóng ngắn nhất (tần số lớn nhất) trong dãy Banme ứng với sự chuyển e từ  về quĩ đạo L là  2 ( f  2 ) luôn có một giá trị
xác định.
+Bước sóng ngắn nhất (tần số lớn nhất) trong dãy Pasel ứng với sự chuyển e từ  về quĩ đạo M là  3 ( f  3 ) luôn có một giá trị xác
định
8. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng: Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Tính chất sóng thể hiện rõ với ánh sáng
có bước sóng dài, còn tính chất hạt thể hiện rõ với ánh sáng có bước sóng ngắn.
I.BÀI TẬP TỰ LUẬN:
Câu 1: Công thoát của Na bằng 2,48eV. Bề mặt của Na được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng   0, 310  m . Hãy xác định?
a)Hiệu điện thế hãm?
b)Vận tốc ban đầu cực đại của các electron bứt ra khỏi catot?
c)Nếu bước sóng ánh sáng giảm đi chỉ còn 0,305 m thì hiệu điện thế hãm phải tăng (giảm) bao nhiêu?
Câu 2: Người ta chiếu ánh sáng có bước sóng 0,5 m vào hai tế bào quang điện có công thoát lần lượt là 4,78eV và 1,88eV. Tính
hiệu điện thế hãm của mỗi tế bào quang điện? Cho h = 6,625.10-34Js; e = 1,6.10-19C; me = 9,1.10-31kg; c = 3.108m/s.
Câu 3: Chiếu bức xạ có tần số f = 7,5.1014Hz lên catot của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,55 m . Cho h = 6,625.1034
Js; e = 1,6.10-19C; me = 9,1.10-31kg; c = 3.108m/s. Hãy tính các đại lượng sau (chính xác đến 3 chữ số có nghĩa)?
a)Công thoát điện tử của catot (ra đơn vị eV)?
b)Vận tốc ban đầu cực đại của các điện tử bắn ra khỏi catot?
c)Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện?
d)Công suất của bức xạ chiếu tới catot? Biết số điện tử bật ra khỏi catot trong 1s là 4,5.1016 hạt và bằng 0,5% số phô tôn đập vào catot
trong 1s.
Câu 4: Chiếu một bức xạ có bước sóng  lên kim loại kali dùng làm catot của một TBQĐ. Biết công thoát electron của kali là 2,26eV
và hiệu điện thế hãm trong trường hợp này là uh = -0,39V
a)Tính  và vận tốc ban đầu cực đại v0 của electron quang điện?
b)Biết cường độ dòng quang điện bão hòa là 5mA và công suất của ánh sáng chiếu tới là 1,250W. Tìm hiệu suất lượng tử của hiệu ứng
quang điện?
Câu 5: khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng  vào mặt catot của một TBQĐ có giới hạn quang điện 0, 66 m . Vận tốc ban
đầu cực đại của electron là 0,67.106m/s.
a)Tính  và Uh?
b)Cho biết hiệu suất lượng tử trong trường hợp này là 0,1%. Tìm giá trị của cường độ dòng quang điện bão hòa? Biết rằng công suất
của bức xạ trên là 2,5W.Cho h = 6,625.10-34Js; e = 1,6.10-19C; me = 9,1.10-31kg; c = 3.108m/s.
c)Nếu thay bức xạ điện từ trên bằng bức xạ điện từ có bước sóng  '  2 thì hiệu điện thế hãm thay đổi như thế nào?
Câu 6: Chiếu ánh sáng có bước sóng   0, 350  m vào kim loại có công thoát 2,48eV.
a)Tính hiệu điện thế hãm?

4

b)Tính động năng ban đầu cực đại cuae electron?
c)Cho biết cường độ chùm sáng là 3W/m2. Tính hiệu suất lượng tử, cho biết cường độ dòng quang điện bão hòa là 0,02A.
câu 7: Khi chiếu bức xạ có tần số f1 = 2,2.1015Hz vào một kim loại thì có hiện tượng quang điện và các quang electron bắn ra đều bị
giữ lại bởi hiệu điện thế hãm Uh1 = -6,6V. Còn khi chiếu bức xạ có tần số f2 = 2,538.1015Hz vào kim loại đó thì các quang electron bắn
ra đều bị giữa lại bởi hiệu điện thế hãm Uh2 = -8V.
a)Xác định hằng số Plank?
b)Xác định giới hạn quang điện của kim loại này?
c)Khi chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 1  0, 4  m & 2  0,56  m vào kim loại trên thì hiện tượng quang điện có xảy ra
không? Tìm hiệu điện thế hãm để triệt tiều cường độ dòng quang điện bão hòa trong trường hợp có xảy ra hiện tượng quang điện?
Cho e = 1,6.10-19C; c = 3.108m/s.
Câu 8: Chùm electron có năng lượng 12,5keV đập vào một kim loại có nguyên tử lượng lớn làm phát ra tia X. Tìm bước sóng giới hạn
(nhỏ nhất) của phổ của tia X?Cho e = 1,6.10-19C; c = 3.108m/s; h = 6,625.10-34Js.
Câu 9: Hai vạch quang phổ có bước sóng dài nhất của dãy Laiman có bước sóng lần lượt là 1  0,1216  m & 2  0,1026  m .
Tìm bước sóng dài nhất của vạch quang phổ trong dãy Banme?

II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
CHỦ ĐỀ 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯƠNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì
A. Tấm kẽm mất dần điện tích dương.
B. Tấm kẽm mất dần điện tích âm.
C. Tấm kẽm trở nên trung hòa về điện.
D. Điện tích âm của tấm kẽm không đổi.
2. Trong trường hợp nào dưới đây có thể xảy ra hiện tượng quang điện ? Ánh sáng măt trời chiếu vào
A. mặt nước biển
B. lá cây
C. mái ngói
D. tấm kim loại không sơn.
3. Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về giả thuyết lượng tử của Plăng và thuyết lượng tử ánh sáng ?
A. Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt,
đứt quãng.
B. Chùm ánh sãng là dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn.
C. Năng lượng của các phôtôn là như nhau, không phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng.
D. Khi ánh sáng truyền đi, các phôtôn hay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không.
4. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp.
B. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nó bị nung nóng.
C. Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh.
D. Hiện tượng quang điện là hiện êlectron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch.
5. Theo thuyết phôtôn của Anh – xtanh, thì năng lượng
A. Của mọi loại phôtôn đều bằng nhau.
B. Của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng   hf .
C. Giảm dần khi phôtôn ra xa dần nguồn sáng.
D. Của phôtôn không phụ thuộc vào bước sóng.
6. Điều khẳng định nào sau đây là không đúng khi nói về bản chất của ánh sáng ?
A. Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.
B. Ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì tính chất hạt của nó càng thể hiện rõ nét.
C. Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa ánh sáng hơn.
D. Khi bước sóng của ánh sáng càng lớn thì tính chất sóng càng thể hiện rõ nét.
7. Theo quan điểm của thuyết lượng tử, phát biểu nào sau đây là không đúng ?
A. Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang năng lượng xác định.
B. Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm.
C. Khi ánh sáng truyền đi, năng lượng các phôtôn không đổi.
D. Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với tốc độ bằng nhau.
8. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là
A. Bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện.

5

B. Bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện.
C. Công nhỏ nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó.
D. Công lớn nhất dùng để bứt êlectron ra khỏi bề mặt kim loại đó.
9. Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hoà khi
A. Tất cả các êlectron bật ra từ catôt khi catốt được chiếu sáng đều về được anôt.
B. Tất cả các êlectron bật ra từ cotôt được chiếu sáng đều quay trở về được catôt.
C. Có sự cân bằng giữa số êlectron bật ra từ catôt và số êlectron bị hút quay trở lại catôt.
D. Số êlectron từ catôt về anốt không đổi theo thời gian.
10. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại.
B. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc bước sóng của chùm ánh sáng kích thích.
C. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc tần số của chùm ánh sáng kích thích.
D. Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện phụ thuộc cường độ của chùm ánh sáng kích thích.
11. Trong các công thức nêu dưới đây công thức nào là công thức Anhxtanh ?
A. hf  A 

2
mv0 max
2

B. hf  A 

2
mv0 max
2

C. hf  A 

mv 2
2

D. hf  A 

mv 2
2

12. Công thức nào sau đâyđúng cho trường hợp dòng quang điện bị triệt tiêu ?
A. eU h  A 

2
mv0 max
2

B.

1
2
eU h  mv0 max
2

C. e U h  A 

mv 2
2

D. e U h 

2
mv0 max
2

13. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catốt của tế bào quang điện. Để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị
tuyệt đối là 1,9 V. Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là bao nhiêu ?
A. 5.2 .105 m/s.
B. 6,2.105 m/s.
C. 7,2.105 m/s.
D. 8,2.105 m/s.
14. Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 400 nm vào catốt của một tế bào quang điện được làm bằng Na có giới hạn quang
điện là 0,5 m . Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là:
A. 3,28.105 m/s.
B. 4,67.105 m/s.
C. 5,45.105 m/s.
D. 6,33.105 m/s.
15. Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330  m . 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.
B. 0, 442  m.
C. 0, 440  m.
D. 0,385  m.
16. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5 m vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0, 66 m .
Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là
A. 2,5.105 m/s.
B. 3,7.105 m/s.
C. 4,6.105 m/s.
D. 5,2.105 m/s.
17. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5 m vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0, 66 m .
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.
18. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt là 0  0,30  m. Công thoát của kim loại dùng làm catốt là:
A. 1,16 eV.
B. 2,21 eV.
C. 4,14 eV.
D. 6,62 eV.
19. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng   0,18 m vào catốt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng
làm catốt là   0,30  m. Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:
A. 9,85.105 m/s.
B. 8,36.105 m/s.
C. 7,56.105 m/s.
D. 6,54.105 m/s.
20. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng   0,18 m vào catốt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại dùng
làm catốt là   0,30  m. Hiêu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là:
A. Uh = -1,85 V.
B. Uh = -2,76 V.
C. Uh = -3,20 V.
D. Uh = -4,25 V.
21. Kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2e V. Chiếu vào catốt bức xạ điện từ có bước sóng  . Để
triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm Uh = -UAK = -0,4V. 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.
22. 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 Uh = UAK = -0,4 V. Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:
A. 3,75.105 m/s.
B. 4,15.105 m/s.
C. 3,75.106 m/s.
D. 4,15.106 m/s.


6

23. Kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện có công thoát 2,2 eV. Chiếu vào catốt bức xạ điện từ có bước sóng
triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm Uh = -UAK = -0,4 V . Tần số của bức xạ điện từ là:
A. 3,75 .1014 HZ.
B.4,58.1014 HZ.
C. 5,83 .1014 HZ.
D. 6,28 .1014 HZ.

 . Để

24. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0,35 m . Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra khi
chùm bức xạ có bước sóng là
A. 0,1 m
B. 0,2 m
C. 0,3 m
D. 0,4 m
25. Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,35 m . Chiếu vào kim loại này một số bức xạ có bước sóng

1  0,3m ,

2  0,31m , 3  0,36m , 4  0,4 m . Gây ra hiện tượng quang điện chỉ có các bức xạ có bước sóng:
A. 1
B.  4
C. 1 và  2
D. 3 và  4
26. Bức xạ màu vàng của Natri có bước sóng   0,58m . Năng lượng của phôtôn có giá trị nào sau đây ?
A. 2 eV
B. 2,1 eV
C. 2,2 eV
D. 2.103 eV.
27. Giới han quang điện của bạc là 0, 26 m , của đồng là 0,3 m của kẻm là 0,35 m . Giới hạn quang điện của hợp kim gồm
bạc, đồng và kẽm sẽ là:
A. 0, 26 m
B. 0,3 m
C. 0,35 m
D. 0, 4 m
28. Tia X mềm có bước sóng 125 pm (1 pm  10
3

4

12

m) . Năng lượng của phôton tương ứng có giá trị nào sau đây ?
2
3
C. 10 eV
D. 2.10 eV .

A. 10 eV
B. 10 eV
29. Giới hạn quang điện của Niken là 248 nm, thì công thoát của êlectrron khỏi Niken là bao nhiêu ?
A. 5 eV
B. 50 eV
C. 5,5 eV
D. 0,5 eV.

30. Một đèn phát một công suất bức xạ 10W, ở bước sóng 0,5m , thì số photon do đèn phát ra trong mỗi giây là bao nhiêu ?
18

A. 2,5.10

19

B. 2,5.10

C. 2,5.10

20

D. 2,5.10

21

31. Catot của một tế bào quang điện được làm bằng một kim loại có giới hạn quang điện 0,3m ; khi chiếu sáng bằng bức xạ

0,25m thì vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là bao nhiêu ?
A. 540 m/s
B. 5,4 Km/s
C. 54 Km/s
D. 540 Km/s
32. Hiệu điện thế giữa hai cực của một ống Cu-lít-giơ (tức là ống phát tia X) là 12,5 kV, thì bước sóng ngắn nhất của tia X do ống
phát ra là bao nhiêu ?
9

33.

34.

35.

36.

37.

10

8

11

A. 10 m
B. 10 m
C. 10 m
D. 10 m
Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catốt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt
đối là 1,9V. vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là bao nhiêu?
A. 5,2 . 105 m/s.
B. 6,2 . 10 5 m/s.
C. 7,2 . 105 m/s.
D. 8,2 . 105 m/s.
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 . Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là
A. 3,28 . 105 m/s.
B. 4,67 . 10 5 m/s.
C. 5,45 . 105 m/s.
D. 6,33 . 105 m/s.
Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330 m . Để triệt tiêu dòng quang điện cần
một hiệu điện thế hãm có giá trị 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
Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330 m . Để triệt tiêu 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 catôt là
A. 0,521 m
B. 0,442 m
C. 0,440 m
D. 0,385 m
Kim loại dùng làm catot của một tế bào quang điện có công thoát 2,2 eV. Giới hạn quang điện dùng làm catot là:
A. 0,4342 m
B. 0,4824 m
C. 0,5236 m
D. 0,5646 m

38. Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,276 m vào catot của một tế bào quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối
bằng 2 V. Công thoát của kim loại dùng làm catot là:
A. 2,5 eV
B. 2,0 eV
C. 1,5 eV
D. 0,5 eV
39. Kim loại dùng làm catot của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0  0,3m . Công thoát của điện tử bức ra khỏi kim
loại đó là:

7

A. 0,6625.10

19

J B. 6,625.10 49 J

C. 6,625.10

19

J

D. 0,6625.10

49

J

40. Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5m vào catot của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66m . Vận
tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:
5

A. 2,5.10 m / s

5

5

B. 3,7.10 m / s

C. 4,6.10 m / s

5

D. 5, 2.10 m / s

41. Công thoát của Natri là 2,48 eV. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0,36m vào tế bào quang điện của catot làm bằng Natri.
Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:
5

A. 5,84.10 m / s

5

6

B. 6,24.10 m / s

C. 5,84.10 m / s

6

D. 6,24.10 m / s

42. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,36m , công thoát của kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của Natri là:
A. 0,504m

C. 0,504 m

B. 0,504mm

D. 0,54m

43. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,2 m vào một quả cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện. Giới hạn quang điện của
đồng là 0,3m . Điện thế cực đại mà quả cầu đạt được so với đất là:
A. 1,34 V
B. 2,07 V
C. 3,12 V
D. 4,26 V
44. Rọi vào tế bào quang điện chùm sáng có bước sóng 0,4 m . Tìm hiệu điện thế hãm, biết công thóat của kim loại làm catot là 2
eV.
A. Uh = -1,1 V
B. Uh = -11 V
C. Uh = -0,11 V
D. 1,1 V
45. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng   0,18 m . Vào catôt của một tế bào quang điện. Giới hạn quang điện của kim loại

0  0,3m Hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện là
A. U h  1,85V.
B. U h  2,76V.
C. U h  3,20V.

dùng làm catôt là

D. U h   4,25V.
46. Biết trong 10 giây số êlectron đến được anot của một tế bào quang điện là 3.1016. Tìm cường độ dòng quang điện bão hòa lúc này.
A. 0,48 A
B. 4,8 A
C. 0,48 mA
D. 4,8 mA
47. Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2 eV. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng  . Để
triệt tiêu dòng quang điện cần đặt một hệu điện thế hãm Uh = -UAK = -0,4 V. Tần số của bức xạ điện từ la:ø
A. 3,75 . 1014 Hz.
B. 4,58 . 1014 Hz.
C. 5,83 . 1014 Hz.
D. 6,28 . 1014 Hz.
48. Chiếu một chùm bức xạ vào tế bào quang điện có catot làm bằng Na thì cường độ dòng quang điện bão hòa là 3A . Số êlectron
bị bứt ra khỏi catot trong 2 phút là:
A. 225.1013
B. 22,5.1013
C. 2,25.1013
D. 1,78.1013
49. Chiếu một chùm bức xạ vào catốt của một tế bào quang điện thì cường độ dòng quang điện bão hòa là 3 A. Số êlectron bị rứt ra
khỏi catốt trong mỗi giây là:
A. 1,875.1013.
B.2,544.1013.
C. 3,263.1012.
D. 4,827.1012.
50. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0,36  m vào catốt của một tế bào quang điện thì cường độ dòng quang điện bão hòa là

3 A. Nếu hiệu suất lượng tử ( tỉ số êlectron bật ra từ catốt và số photôn đến đập vào catốt trong một đơn vị thời gian ) là 50% thì
công suất của chùm bức xạ chiếu vào catốt là:
A. 35, 5.10-5 W.
B. 20,7.10-5
C. 35,5.10-6
D. 2,07.10-5.

  0,18m vào catot một tế bào quang điện. Kim loại dùng làm catot của tế bào quang điện có giới
34
19
hạn quang điện là 0  0,3m . Cho h  6,625.10 J .s ; 1eV  1,6.10 J . Dùng dữ kiện này trả lời câu 51;52;53.
Chiếu bức xạ có bước sóng

51. Công thoát electron khỏi catot của tế bào có giá trị nào sau đây:
A. 4,14eV
B. 66,25eV
C. 6,625eV
D. 41,4eV
52. Động năng ban đầu cực đại của electron khi bật ra khỏi catot có giá trị nào sau đây ?
A. 25,5 eV
B. 2,76 eV
C. 2,25 eV
D. 4,5 eV
53. Xác định hiệu điện thế U h để dòng quang điện triệt tiêu
A. 5,52 V
B. 6,15 V
C. 2,76 V
D. 2,25 V


Kim loại làm catôt một tế bào quang điện có công thoát êlectron 2,2 eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ

  0, 44 m

. Cho h  6,625.10
Trả lời các câu hỏi 54;55;56;57

34

J .s .


8

54. Giới hạn quang điện của kim loại làm catôt thỏa mãn giá trị nào sau đây:
A. 0,5646  m
B. 0, 6446 m
C. 0, 6220 m
55. Động năng ban đầu cực đại của quang êlectron nhận giá trị nào sau đây:
A. 0,86eV
B. 0, 62eV
C. 0, 76eV
56. Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron có giá trị nào sau đây:
A. 0, 468.10

7

m
s

B. 0, 468.10

5

m
s

C. 0, 468.10

6

D. 0,5960  m
D. 0,92eV

m
s

D. 0, 468.10

9

m
s

57. Muốn triệt tiêu dòng quang điện, phải đặt vào hai cực của tế bào quang điện hiệu điện thế hãm có gia trị nào sau đây:
A. 0, 623V
B. 0, 686V
C. 0,866V
D. 0,920V


15

Khi chiếu bức xạ có tần số 2,538.10 Hz vào kim loại dùng làm catôt tế bào quang điện thì êlectron bắn ra đều bị giữ lại
bởi hiệu điện thế hãm U h  8V . Cho h  6,625.10

34

J .s , c  3.108

m
.
s

Trả lời các câu hỏi 58;59;60
58. Giới hạn quang điện 0 của kim loại ấy có giá trị nào sau đây:
A. 0, 495 m

B. 0, 695 m

C. 0,950  m

D. 0, 465 m

15

59. Bức xạ f  2,538.10 Hz ứng với bước sóng có giá trị nào sau đây:

  0,1182 m
C.   0, 2542  m
D.   0, 2828 m
'
60. Chiếu vào catôt bức xạ có bước sóng   0,36 m thì hiệu điện thế hãm thỏa mãn giá trị nào sau đây:
A. 1, 24V
B. 0,94V
C. 1, 54V
D. 1,12V
A.



  0,1812 m

B.

  0, 552  m vào catốt một tế bào quang điện, dòng điện bão hòa có cường độ là I bh  2mA .
34
8 m
Công suất của nguồn sáng chiếu vào catốt là P  1, 2w . Cho h  6,625.10 J .s , c  3.10
.
s
Chiếu bức xạ có bước sóng

61. Số phôtôn đập vào catốt trong 1s có giá trị nào sau đây:
A.

1 9
.10
8

B.

1 16
.10
3

C.

1 18
.10
8

D.

1 19
.10
3

62. Số êlectron bật ra khỏi catốt trong 1s có giá trị nào sau đây:
16

15

16

A. 1, 25.10
B. 1, 25.10
63. Tính hiệu suất lượng tử của hiện tượng quang điện.
A. 0, 650%
B. 0,375%


16

C. 2,5.10

D. 2, 2.10

C. 0,550%

D. 0, 425%

Catốt của một tế bào quang điện có công thoát êlectron là 2,26 eV. Chiếu vào catốt của tế bào quang điện ấy một chùm ánh
sáng có bước sóng   0, 4  m . Bề mặt có ích của catốt nhận được công suất chiếu sáng là P = 3mW. Dòng điện bão hòa có
6

giá trị I bh  6, 43.10 A . Cho h  6,625.10

34

m
31
19
, me  9,1.10 kg , e  1, 6.10 C .
s

J .s , c  3.108

Trả lời các câu hỏi 64;65;66;67
64. Giới hạn quang điện 0 của catốt thỏa mãn giá trị nào sau đây:
A.   0, 61 m
B.   0, 586  m
C.   0, 549  m
D.
65. Vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron khi bật khỏi catốt nhận giá trị nào sau đây:
A. 0,5445.10

6

m
s

B. 0, 6440.10

6

m
s

C. 0, 4220.10

6

m
s

  0, 56  m

D. 0,5200.10

6

m
s

66. Tính số phôtôn đập vào catốt trong 1s.
14

A. 6, 40.10

15

B. 6, 40.10


16

C. 6, 40.10

15

D. 6, 24.10

9

67. Tính số êlectron bật ra khỏi catốt trong 1s.
15

A. 40, 2.10


14

B. 4, 20.10

13

13

C. 4, 20.10

D. 4, 02.10

Kim loại dùng làm catốt của tế bào quang điện có công thoát êlectron là 1,8 eV. Chiếu vào catốt một chùm sáng có bước sóng
600nm từ nguồn sáng có công suất 2mW, thì cứ 1000 phôtôn đập vào catốt có 2 êlectron bật ra. Cho h  6,625.10

c  3.108

34

J .s ,

m
.
s

68. Tính giới hạn quang điện của catốt.
A. 0, 625 m
B. 0, 635 m
C. 0, 655 m
69. Động năng ban đầu cực đại của êlectron khi bật khỏi catốt có giá trị nào sau đây:
19

19

A. 0, 43.10 J
B. 0, 65.10 J
C. 0, 43.10
70. Dòng quang điện bão hòa có cường độ thỏa mãn giá trị nào sau đây:
A. 2, 26 A
B. 1, 93 A
C. 1, 65 A

18

J

D. 0, 6895 m
D. 4,3.10

16

J

D. 2,12  A

71. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0, 20 m vào một quả cầu bằng đồng, đặt cô lập về điện. Giới hạn quang điện của
đồng là 0,30  m . 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.

CHỦ ĐỀ 2: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG, HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG
1. Chọn câu đúng. Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng
A. dẫn sóng ánh sáng bằng cáp quang.
B. tăng nhiệt độ của một chất khi bị chiếu sáng.
C. giảm nhiệt độ của một chất khi bị chiếu sáng. D. thay đổi màu của một chất khi bị chiếu sáng.
2. Chọn câu đúng. Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
A. bức êlectron ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sáng.
B. giải phóng êlectron khỏi mối liên kết trong chất bán dẫn khi bị chiếu sáng.
C. giải phóng êlectron khỏi kim loại bằng cách đốt nóng.
D. giải phóng êlectron khỏi một chất bằng cách bắn phá ion.
3. Chọn câu đúng. Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết
A. êlectron cổ điển.
B. sóng ánh sáng.
C. phôtôn.
D. động học phân tử.
4. Quang điện trở hoạt động dựa vào nguyên tắc nào ?
A. Hiện tượng nhiệt điện.
B. Hiện tượng quang điện.
C. Hiện tượng quang điện trong.
D. Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ.
5. Dụng cụ nào dưới đây không làm bằng chất bán dẫn.
A. Điot chỉnh lưu.
B. cặp nhiệt điện.
C. Quang điện trở.
D. Pin quang điện.
6. Trong dụng cụ nào dưới đây không có các lớp tiếp xúc ?
A. Điot chỉnh lưu.
B. cặp nhiệt điện.
C. Quang điện trở.
D. Pin quang điện.
7. Sự phát sáng của nguồn sáng nào dưới đây là sự phát quang ?
A. Bóng đèn xe máy.
B. Hòn than hồng.
C. Đèn LED
D. Ngôi sao băng.
8. Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu vàng lục khi bị kích thích phát sáng. Hỏi khi chiếu vào chất đó ánh sáng
đơn sắc nào dưới đây thì chất đó sẽ phát quang ?
A. Lục
B. Vàng
C. Da cam
D. Đỏ
9. Ánh sáng phát quang của một chất có bước sóng 0,5m . Hỏi khi chiếu vào chất đó ánh sáng có bước sóng nào dưới đây thì nó
sẽ không phát quang ?
A. 0,3m
B. 0,4 m
C. 0,5m
D. 0,6m
10. Trong hiện tượng quang – phát quang, có sự hấp thụ ánh sáng để làm gì ?
A. Để tạo ra dòng điện trong chân không.
B. Để thay đổi điện trở của vật.
C. Để làm nóng vật.
D. Để làm cho vật phát sáng.
11. Hiện tượng quang dẫn là gì ?
A. Một chất cách điện, trở thành dẫn điện khi được chiếu sáng.

10

Lượng tử ánh sáng lý thuyết và bài tập áp dụng

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Lượng tử ánh sáng lý thuyết và bài tập áp dụng

Similar to Lượng tử ánh sáng lý thuyết và bài tập áp dụng (20)

More from tuituhoc

More from tuituhoc (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Lượng tử ánh sáng lý thuyết và bài tập áp dụng