Tài liệu Kn.ltas_giai_thich_hien_tuong

Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ PHẦN 2: SỬ DỤNG THUYẾT GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG: QUANG ĐIỆN NGOÀI; QUANG ĐIỆN TRONG VÀ QUANG – PHÁT QUANG GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây là tài liệu thuộc khóa học PEN-I: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Thầy Phạm Văn Tùng). Trích Đề Thi Cao Đẳng - 2009: Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được A. hiện tượng quang – phát quang. B. hiện tượng giao thoa ánh sáng. C. nguyên tắc hoạt động của pin quang điện. D. hiện tượng quang điện ngoài. NỘI DUNG 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN I. LÍ THUYẾT  Hiện Tượng Quang Điện Ngoài a) Thí nghiệm Hertz về hiện tượng quang điện  Chiếu chùm ánh sáng tử ngoại phát ra từ hồ quang vào tấm kẽm - Zn tích điện âm (tấm kẽm đang thừa electron) gắn trên diện nghiệm ta thấy hai lá của điện nghiệm cụp lại, tấm kẽm mất điện tích âm.  Chắn chùm tia từ ngoại từ hồ quang bằng một tấm kính thì hiện tượng không xảy ra.  Thay tấm kẽm tích điện âm bằng tấm kẽm tích điện dương, hiện tượng cũng không xảy ra. Thay tấm kẽm bằng các kim loại khác tích điện âm hiện tượng xảy ra bình thường. b) Kết luận: Khi chiếu chùm ánh sáng thích hợp có bước sóng ngắn vào bề mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các electron ở bề mặt tấm kim loai bị bật ra. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng quang điện. Các electron bị bật ra gọi là các electron quang điện.  Các Định Luật Quang Điện a) Phát biểu Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện. Biểu thức: λ  λo b) Đặc điểm Giới hạn quang điện của mỗi kim loại (kí hiệu λo) là đặc trưng riêng cho kim loại đó. Giới hạn kim loại của một số kim loại: Tên kim loại Giới hạn quang điện (λo) Bạc (Ag) 0,26 μm Đồng (Cu) 0,3 μm Kẽm (Zn) 0,35μm Nhôm (Al) 0,36 μm Canxi (Ca) 0,43 μm Natri (Na) 0,5 μm Kali (K) 0,55 μm Xesi (Cs) 0,58 μm Chú ý: Quan sát bảng giá trị giới hạn quang điện của các kim loại điển hình hay dùng ta thấy rằng các kim loại kiềm có giới hạn quang điện vùng ánh sáng nhìn thấy, còn các kim loại bạc, đồng, kẽm, nhôm có giới hạn quang điện vùng tử ngoại. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ  Giải Thích Hiện Tượng Quang Điện Ngoài Dựa Vào Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng a) Hệ thức Anhxtanh  Anhxtanh coi chùm sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang một năng lượng xác định  = h.f.  Trong hiện tượng quang điện có sự hấp thụ hoàn toàn phôtôn chiếu tới. Mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một electron. Đối với các electron trên bề mặt năng lượng  này dùng làm hai việc: - Cung cấp cho electron một công thoát A để thắng lực liên kết trong tinh thể và thoát ra ngoài. - Cung cấp cho electron một động năng khi electron bật ra. b) Giải thích Để xảy ra hiện tượng quang điện, năng lượng một phôtôn phải lớn hơn công thoát A (là năng lượng để giữ các electron ở lại tấm kim loại). c hc Khi đó ta có   A  hf  A  h  A    , 1 .  A hc Đặt  0  , được gọi là giới hạn quang điện. Khi đó (1) được viết lại là λ  λ0 A Dễ thấy, giới hạn quang điện phụ thuộc vào công thoát A hay chỉ phụ thuộc vào bản chất kim loại. II. BÀI TẬP  Bài Tập Tự Luyện Dạng 1. Hiện Tượng Quang Điện Ngoài. Để xảy ra hiện tượng quang điện, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ chiếu tới phải thoả mãn: hc hc   A hay     0 ; λ0 được gọi là giới hạn quang điện.  A Giới hạn quang điện λ0 phụ thuộc vào công thoát A hay chỉ phụ thuộc vào bản chất kim loại. Câu 1(ÐH-2011): Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi A. chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân heli. B. chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp. C. cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này. D. tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt. Câu 2: Hiện tượng nào sau đây là hiện tượng quang điện? A. Êlectron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng. B. Êlectron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào. C. Êlectron bị bật ra khỏi kim loại khi kim loại có điện thế lớn. D. Êlectron bật ra khỏi mặt kim loại khi chiếu tia tử ngoại vào kim loại Câu 3: Giới hạn quang điện của kim loại phụ thuộc vào: A. bản chất của kim loại đó. B. năng lượng của photon chiếu tới kim loại C. màu sắc của ánh sáng chiếu tới kim loại D. cường độ chùm ánh sáng chiếu vào Câu 4: Khi chiếu vào kim loại một chùm ánh sáng mà không thấy các e- thoát ra vì A. chùm ánh sáng có cường độ quá nhỏ. B. công thoát e nhỏ hơn năng lượng phôtôn. C. bước sóng ánh sáng lớn hơn giới hạn quang điện. D. kim loại hấp thụ quá ít ánh sáng đó. Câu 5: Biết giới hạn quang điện của Natri là 0,45µm. Chiếu một chùm tia tử ngoại vào tấm Na tích điện âm đặt trong chân không thì: A. Điện tích âm của tấm Na mất đi. B. Tấm Na sẽ trung hoà về điện. C. Điện tích của tấm Na không đổi. D. Tấm Na tích điện dương. Câu 5: Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi liên tục chiếu chùm tia tử ngoại vào tấm kẽm cô lập tích điện âm. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ A. Tấm kẽm mất dần êlectron và trở nên trung hoà điện. B. Tấm kẽm mất dần điện tích âm và trở thành mang điện dương. C. Tấm kẽm vẫn tích điện tích âm như cũ. D. Tấm kẽm tích điện âm nhiều hơn. Câu 6: Khi chiếu liên tục 1 tia tử ngoại vào tấm kẽm tích điện âm gắn trên một điện nghiệm thì 2 lá của điện nghiệm sẽ A. Xòe thêm ra. B. Cụp bớt lại. C. Xòe thêm rồi cụp lại. D. Cụp lại rồi xòe ra. Câu 7 (CĐ-2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV. Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và 1 eV = 1,6.10-19 J . Giới hạn quang điện của kim loại đó là A. 0,33 μm. B. 0,22 μm. C. 0,66. 10-19 μm. D. 0,66 μm. Câu 8 (CĐ-2012): Ánh sáng nhìn thấy có thể gây ra hiện tượng quang điện ngoài với A. kim loại bạC. B. kim loại kẽm. C. kim loại xesi. D. kim loại đồng. Câu 9: Giới hạn quang điện của các kim loại kiềm như canxi, natri, kali, xesi nằm trong vùng A. ánh sáng tử ngoại. B. ánh sáng nhìn thấy được. C. ánh sáng hồng ngoại. D. cả ba vùng ánh sáng nêu trên. Câu 10: Giới hạn quang điện của các kim loại như bạc, đồng, kẽm, nhôm nằm trong vùng A. ánh sáng tử ngoại. B. ánh sáng nhìn thấy được. C. ánh sáng hồng ngoại. D. cả ba vùng ánh sáng nêu trên. Câu 11: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,5 μm lần lượt vào bốn tấm nhỏ có phủ canxi, natri, kali và xesi. Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra ở A. một tấm. B. hai tấm. C. ba tấm. D. cả bốn tấm. Câu 12: Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc vào một tấm kẽm. Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng A. 0,1 μm. B. 0,2 μm. C. 0,3 μm. D. 0,4 μm. Câu 13: Kim loại Kali có giới hạn quang điện là 0,55 μm. Hiện tượng quang điện không xảy ra khi chiếu vào kim loại đó bức xạ nằm trong vùng A. ánh sáng màu tím. B. ánh sáng màu lam. C. hồng ngoại. D. tử ngoại. –19 Câu 14 (CĐ-2013): Công thoát êlectron của một kim loại bằng 3,43.10 J. Giới hạn quang điện của kim loại này là A. 0,58 μm. B. 0,43 μm. C. 0,30 μm. D. 0,50 μm. Câu 15 (CĐ-2012): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,30 m. Công thoát của êlectron khỏi kim loại này là A. 6,625.10-20J. B. 6,625.10-17J. C. 6,625.10-19J. D. 6,625.10-18J. Câu 16 (ĐH-2013): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75m . Công thoát electron ra khỏi kim loại bằng: A. 2,65.10-32J B. 26,5.10-32J C. 26,5.10-19J Câu 17: Giới hạn quang điện của bạc là 0,26µm. Công thoát êlectron khỏi bạc bằng -6 D. 2,65.10-19J. -8 A. 7,64.10 pJ. B. 7,64.10 pJ. C. 4,77keV. D. 4,77eV. Câu 18: Biết công cần thiết để bứt electrôn ra khỏi tế bào quang điện là A = 4,14eV. Giới hạn quang điện của tế bào là: A. 0 = 0,3m B. 0 = 0,4m C. 0 = 0,5m D. 0 = 0,6m -34 Câu 19: Công thoát ele ctrôn của mô ̣t kim loa ̣i là 2,36eV. Cho h = 6,625.10 Js ; c = 3.108m/s ;1eV = 1,6.10 -19J . Giới hạn quang điện của kim loại trên là : A. 0,53 m B. 8,42 .10– 26 m C. 2,93 m D. 1,24 m Câu 20: Trong hiện tượng quang điện, biết công thoát của các electrôn quang điện của kim loại là A = 2 eV. Cho h = 6,625.10-34 Js , c = 3.108 m/s. Bước sóng giới hạn của kim loại có giá trị nào sau đây ? A. 0,621m B. 0,525 m C. 0,675 m D. 0,585 m -19 -34 Câu 21: Năng lượng của phôtôn là 2,8.10 J. Cho hằng số Planck h = 6,625.10 J.s ; vận tốc của ánh sáng trong chân không là c = 3.108 m/s. Bước sóng của ánh sáng này là A. 0,45 μm B. 0,58 μm C. 0,66 μm D. 0,71 μm Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Câu 22: Một kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát là A = 3,5 eV. Chiếu vào catôt bức xạ có bước sóng nào sau đây thì gây ra hiện tượng quang điện. Cho h = 6,625.10-34Js ; c = 3.108m/s A. λ = 3,35 μm B. λ = 0,355.10- 7 m C. λ = 35,5 μm D. λ = 0,355 μm Câu 23: Gọi bước sóng λo là giới hạn quang điện của một kim loại, λ là bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại đó, để hiện tượng quang điện xảy ra thì A. chỉ cần điều kiện λ > λo. B. phải có cả hai điều kiện λ = λo và cường độ ánh sáng kích thích phải lớn. C. phải có cả hai điều kiện λ > λo và cường độ ánh sáng kích thích phải lớn. D. chỉ cần điều kiện λ ≤ λo. Câu 24: Khi chiếu vào kim loại một chùm ánh sáng mà không thấy các e thoát ra vì A. chùm ánh sáng có cường độ quá nhỏ. B. công thoát e nhỏ hơn năng lượng phôtôn. C. bước sóng ánh sáng lớn hơn giới hạn quang điện. D. kim loại hấp thụ quá ít ánh sáng đó. Câu 25: Bước sóng dài nhất để bứt được electrôn ra khỏi 2 kim loại X và Y lần lượt là 3 nm và 4,5 nm. Công thoát tương ứng là A1 và A2 sẽ là A. A2 = 2A1. B. A1 = 1,5A2. C. A2 = 1,5A1. D. A1 = 2A2 Câu 26: Giới hạn quang điện của natri là 0,5 μm. Công thoát của kẽm lớn hơn của natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là A. λo = 0,36 μm. B. λo = 0,33 μm. C. λo = 0,9 μm. D. λo = 0,7 μm Câu 27: Giới hạn quang điện của canxi là 450nm. Công thoát êlectron khỏi canxi và công thoát êlectron khỏi đồng khác nhau 1,38eV. Giới hạn quang điện của đồng bằng A. 300nm. B. 902nm. C. 360nm. D. 660nm. –34 Câu 28: Giới hạn quang điện của Cs là 6600 Å. Cho hằng số Planck h = 6,625.10 J.s, vận tốc của ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Công thoát của Cs là bao nhiêu ? A. 1,88 eV. B. 1,52 eV. C. 2,14 eV. D. 3,74 eV. Câu 30: Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Hiện tượng quang điện có thể xảy ra khi chiếu vào tấm kẽm bằng A. ánh sáng màu tím. B. tia X. C. ánh sáng màu đỏ. D. tia hồng ngoại. Câu 31: Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng 1 = 0,75 μm và 2 = 0,25 μm vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện o = 0,35 μm. Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện ? A. Cả hai bức xạ. B. Chỉ có bức xạ 2. C. Chỉ có bức xạ 1. D. Không có bức xạ nào trong 2 bức xạ đó. Câu 32: Công thoát của êlectron ra khỏi đồng là 4,14eV. Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng λ1=0,2μm và λ2=0,45μm vào bề mặt tấm đồng. Hiện tượng quang điện A. xảy ra với cả hai bức xạ đó. B. chỉ xảy ra với bức xạ λ2. C. chỉxảy ra với bức xạ λ1. D. không xảy ra với cả hai bức xạ đó. Câu 33 (ÐH-2009): Công thoát êlectron của một kim loại là 7,64.10-19J. Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ có bước sóng là 1 = 0,18 m, 2 = 0,21 m và 3 = 0,35 m. Lấy h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s. Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó? A. Hai bức xạ (1 và 2). B. Không có bức xạ nào trong ba bức xạ trên. C. Cả ba bức xạ (1, 2 và 3). D. Chỉ có bức xạ 1. Câu 34 (ÐH-2010): Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10-19 J. Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có bước sóng λ1 = 0,18 μm, λ2 = 0,21 μm, λ3 = 0,32 μm và λ = 0,35 μm. Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang điện ở kim loại này có bước sóng là A. λ1, λ2 và λ3. B. λ1 và λ2. C. λ2, λ3 và λ4. D. λ3 và λ4. Câu 35 (ĐH-2012): Biết công thoát êlectron của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 m vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện không xảy ra với các kim loại nào sau đây? A. Kali và đồng B. Canxi và bạc Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt C. Bạc và đồng Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 D. Kali và canxi - Trang | 4 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Câu 36: Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A = 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có 1= 0,25 µm, 2= 0,4 µm, 3= 0,56 µm, 4= 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện A. 3, 2 B. 1, 4 C. 1, 2, 4 D. cả 4 bức xạ trên. Câu 37: Công thoát electron của một kim loại là 2,40 eV. Xét các chùm sáng đơn sắc: chùm I có tần số f1=7.1014 Hz, chùm II có tần số f2=5,5.1014 Hz, chùm III có bước sóng 3  0,51 m . Chùm có thể gây ra hiện tượng quang điện nói trên là: A. chùm I và chùm II. B. chùm I và chùm III. C. chùm II và chùm III. D. chỉ chùm I. Câu 38: Công thoát của các chất canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Để đồng thời gây ra hiệu ứng quang điện với hai kim loại mà chỉ sử dụng một chùm bức xạ đơn sắc thì bước sóng λ của chùm bức xạ đó phải thoả màn điều kiện: A. λ ≤ 0,26 μm. B. λ ≤ 0,43 μm. C. 0,43 μm < λ ≤ 0,55 μm.. D. 0,30 μm < λ ≤ 0,43 μm. Dạng 2. Động Năng Eletron Quang Điện Năng lượng phôtôn chiếu tới một phần dùng để giải phóng eletron, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của electron bật ra ( kí hiệu động năng này là K): hc 1   A  K  A  mv 2 , v là tốc độ electron bật rA.  2 0 vào kim loại này. 3 Cho rằng năng lượng mà êlectron quang điện hấp thụ từ phôtôn của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng của nó. Giá trị động năng này là 3hc hc hc 2hc A. . B. . C. . D. . 3 0 2 0 0 0 Câu 1 (CĐ-2011): Một kim loại có giới hạn quang điện là λ0. Chiếu bức xạ có bước sóng bằng Câu 2 (CĐ-2013): Chiếu bức xạ có tần số f vào một kim loại có công thoát A gây ra hiện tượng quang điện.Giả sử một êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng một phần năng lượng làm công thoát, phần còn lại biến thành động năng K của nó. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới là 2f thì động năng của êlectron quang điện đó là A. K – A. B. K + A. C. 2K – A. D. 2K + A. Câu 3: Công thoát của một kim loại dùng làm catốt của một tế bào quang điện là A, giới hạn quang điện của kim loại này là λ0. Nếu chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,6λ0 vào catốt của tế bào quang điện trên thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện tính theo A là: A. 2A/3. B. 5A/3. C. 1,5A. D. 0,6 A. Dạng 3. Tia X Phát Ra Từ Ống Tia X (Ống Cu-lit-giơ)  Sau khi electron bị bứt ra khỏi catot ống catot→ Electron sẽ được tăng tốc bởi hiệu điện thế UAK → Electron đập vào anot làm bằng kim loại khiên electron trong kim loại nhảy lên các mức năng lượng cao; khi eletron nhảy về các mức thấp hơn sẽ phát ra tia X (điều này sẽ rõ hơn sau khi học phần sau: “mẫu nguyên tử Bo”).  Tia X có tần số lớn nhất (bước sóng nhỏ nhất) mà ống phát ra khi toàn bộ động năng electron đập vào anot chuyển thành năng lượng photon của tia X. 1 1  Ta có công thức: mv 0  eU AK  hfmax ; trong đó mv 0 là động năng ban đầu của electron bứt ra ở catot; eUAK là 2 2 động năng tăng thêm mà UAK gia tốc cho electron. Câu 1 (CĐ-2010): Hiệu điện thế giữa hai điện cực của ống Cu-lít-giơ (ống tia X) là UAK = 2.104 V, bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra khỏi catốt. Tần số lớn nhất của tia X mà ống có thể phát ra xấp xỉ bằng A. 4,83.1018 Hz B. 4,83.1019 Hz C. 4,83.1017 Hz D. 4,83.1021 Hz Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) Câu 2 (CĐ-2011): Giữa anôt và catôt của một ống phát tia X có hiệu điện thế không đổi là 25 kV. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt ra từ catôt. Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra bằng A. 39,73 pm. B. 49,69 pm. C. 35,15 pm. D. 31,57 pm. Câu 3 (CĐ-2013): Một chùm êlectron, sau khi được tăng tốc từ trạng thái đứng yên bằng hiệu điện thế không đổi U, đến đập vào một kim loại làm phát ra tia X. Cho bước sóng nhỏ nhất của chùm tia X này là 6,8.10–11 m. Giá trị của U bằng A. 18,3 kV. B. 36,5 kV. C. 1,8 kV. D. 9,2 kV. Câu 4: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 2,65.10–11 m. Bỏ qua động năng ban đầu của các electron khi thoát ra khỏi bề mặt catôt. Biết h = 6,625.10–34 J.s, e = 1,6.10–19 C. Điện áp cực đại giữa hai cực của ống là A. 46875 V. B. 4687,5 V C. 15625 V D. 1562,5 V Câu 5: Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của một ống Cu-lít-giơ là Uo = 18200 V. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt khỏi catốt. Tính bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát rA. Cho h = 6,625.10–34 J.s ; c = 3.108 m/s ; |e| = 1,6.10–19 C. A. λmin = 68 pm. B. λmin = 6,8 pm. C. λmin = 34 pm. D. λmin = 3,4 pm. Câu 6: Hiệu điện thế cực đại giữa hai cực của ống Cu-lít-giơ là 15 kV. Giả sử electron bật ra từ catôt có vận tốc ban đầu bằng không thì bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra là bao nhiêu ? A. 75,5.10–12 m. B. 82,8.10–12 m. C. 75,5.10–10 m. D. 82,8.10–10 m. Câu 7: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5 Å. Cho điện tích electron là 1,6.10–19 C, hằng số Planck là 6,625.10–34 J.s, vận tốc của ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Hiệu điện thế cực đại Uo giữa anôt và catôt là bao nhiêu ? A. 2500 V. B. 2485 V. C. 1600 V. D. 3750 V. Câu 8: Khi tăng hiệu điện thế của một ống tia X thêm 40% thì bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống phát ra giảm đi: A. 12,5 %. B. 28,6 %. C. 32,2 %. D. 15,7 %. Câu 9: Khi tăng hiệu điện thế của một ống tia X lên n lần (n > 1), thì bước sóng cực tiểu của tia X mà ống phát ra giảm một lượng ∆λ. Hiệu điện thế ban đầu của ống là : hc hc(n  1) hc(n  1) hc A. . B. . C. . D. . e(n  1) e en en Câu 10: Khi tăng điện áp cực đại của ống Cu–lít–giơ từ U lên 2U thì bước sóng giới hạn của tia X do ống phát ra thay đổi 1,9 lần. Vận tốc cực đại của electron thoát ra từ Catot bằng A. 4eU 9m e B. eU 9m e C. 2eU 9m e D. 2eU 3m e Câu 11: Trong ống tia X, giả sử có 40% động năng của một electron khi đến đối anot biến thành nhiệt năng làm nóng đối anot, phần còn lại chuyển thành năng lượng photon tia X phát ra. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt ra từ catôt. Bước sóng tia X mà ống phát ra là 1,8.10-10 m, hiệu điện thế giữa hai cực anot và catot là: A. 11500 V. B. 8508 V. C. 12562 V. D. 17453 V. -10 Câu 12: Một ống Cu-lít-giơ phát ra tia X có bước sóng ngắn nhất là 1,875.10 m, để tăng độ cứng của tia X, nghĩa là để giảm bước sóng của nó, ta cho hiệu điện thế giữa hai cực của ống tăng thêm U = 3,3kV. Bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra khi đó là: A. 1,625.10-10 m. B. 2,25.10-10 m. C. 6,25.10-10 m D. 1,25.10-10 m. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ NỘI DUNG 2: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG I. LÍ THUYẾT 1. Hiện Tượng Quang Điện Trong a) Khái niệm Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để chúng trở thành các êlectron dẫn đồng thời giải phóng các lỗ trống tự do gọi là hiện tượng quang điện trong. b) Đặc điểm Để gây được hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị o gọi là giới hạn quang dẫn. c) Ứng dụng Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện. 2) Chất Quang Dẫn Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng. 3) Quang Điện Trở a) Khái niệm Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn và có giá trị điện trở giảm mạnh khi chiếu sáng. b) Hoạt động  Nối một nguồn điện khoảng vài vôn vào quang trở  Khi chưa chiếu sáng không có dòng điện trong mạch.  Khi chiếu ánh sáng thích hợp, trong mạch có dòng điện. c) Ứng dụng Thay thế cho các tế bào quang điện trong các thiết bị điều khiển từ xA. 4) Pin Quang Điện Là một loại nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng. Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng 0,5V – 0,8V II. BÀI TẬP  Bài Tập Tự Luyện Câu 1: Hiện tượng quang điện ngoài khác hiện tượng quang điện trong ở chỗ A. chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn 0 nào đó. B. có electron bắn ra khỏi mặt khối chất khi chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất đó. C. có giới hạn 0 phụ thuộc vào bản chất của từng khối chất. D. chỉ ra khi được chiếu ánh sáng thích hợp. Câu 2: Theo định nghĩa, hiện tượng quang điện trong là A. hiện tượng quang điện xảy ra bên trong một chất bán dẫn. B. hiện tượng quang điện xảy ra bên ngoài một chất bán dẫn. C. nguyên nhân sinh ra hiện tượng quang dẫn. D. sự giải phóng các êléctron liên kết để chúng trở thành êlectron dẫn nhờ tác dụng của một bức xạ điện từ. Câu 3: Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng A. một chất cách điện trở thành dẫn điện khi được chiếu sáng. B. giảm điện trở của kim loại khi được chiếu sáng. C. giảm điện trở của một chất bán dẫn, khi được chiếu sáng. D. truyền dẫn ánh sáng theo các sợi quang uốn cong một cách bất kỳ. Câu 4: Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,78 μm. Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số f1 = 4,5.1014 Hz; f2 = 5,0.1013 Hz; f3 = 6,5.1013 Hz và f4 = 6,0.1014 Hz. Cho c = 3.108 m/s. Hiện tượng quang dẫn xảy ra với các chùm bức xạ có tần số A. f1 và f2. B. f2 và f3. C. f3 và f4. D. f1 và f4. Câu 5: Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 7 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ A. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt bán dẫn. B. các êlectron tự do trong kim loại được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt kim loại. C. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng giải phóng trở thành các êlectron dẫn. D. các êlectron thoát khỏi bề mặt kim loại khi kim loại bị đốt nóng. Câu 6: Điều nào sau đây sai khi nói về quang trở? A. Bộ phận quan trọng nhất của quang điện trở là một lớp chất bán dẫn có gắn 2 điện cựC. B. Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ. C. Quang điện trở có thể dùng thay thế cho các tế bào quang điện. D. Quang điện trở là một điện trở mà giá trị của nó không thay đổi theo nhiệt độ. Câu 7: Nhận xét nào sau đây là Sai khi nói về quang điện trở? Quang điện trở A. thực chất là một điện trở mà giá trị của nó thay đổi theo nhiệt độ. B. có bộ phận quan trọng là một lớp chất bán dẫn có gắn 2 điện cựC. C. có thể dùng thay thế cho tế bào quang điện. D. là một điện trở có giá trị giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài. B. Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong. C. Điện trở của quang trở tăng nhanh khi quang trở được chiếu sáng. D. Điện trở của quang trở không đổi khi quang trở được chiếu sáng bằng ánh sáng có bước sóng ngắn. Câu 9: Khi hiện tượng quang dẫn xảy ra, trong chất bán dẫn có hạt tham gia vào quá trình dẫn điện là A. electron và hạt nhân. B. electron và các ion dương. C. electron và lỗ trống mang điện âm. D. electron và lỗ trống mang điện dương. Câu 10: Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm của quang điện trở ? (I) Điện trở có giá trị rất lớn. (II) Điện trở có giá trị rất nhỏ. (III) Giá trị của điện trở này không thay đổi. (IV) Giá trị của điện trở này thay đổi được. A. I; III. B. IV; II. C. IV. D. III. Câu 11: Trường hợp nào sau đây là hiện tượng quang điện trong? A. Chiếu tia tử ngoại vào chất bán dẫn làm tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn này. B. Chiếu tia X (tia Rơnghen) vào kim loại làm êlectron bật ra khỏi bề mặt kim loại đó. C. Chiếu tia tử ngoại vào chất khí thì chất khí đó phát ra ánh sáng màu lụC. D. Chiếu tia X (tia Rơnghen) vào tấm kim loại làm cho tấm kim loại này nóng lên. Câu 12: Chọn câu trả lời sai. Trong hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện A. đều có bước sóng giới hạn o B. đều bứt được các electron bứt ra khỏi khối chất. C. bước sóng giới hạn của hiện tượng quang điện bên trong có thể thuộc vùng hồng ngoại. D. năng lượng cần thiết để giải phóng electron khối chất bán dẫn nhỏ hơn công thoát của electron khỏi kim loại Câu 13 (CĐ-2011): Khi nói về quang điện, phát biểu nào sau đây sai? A. Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. B. Điện trở của quang điện trở giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. C. Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài vì nó nhận năng lượng ánh sáng từ bên ngoài. D. Công thoát êlectron của kim loại thường lớn hơn năng lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết trong chất bán dẫn. Câu 14 (ĐH-2007): Phát biểu nào là sai? A. Điện trở của quang trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. B. Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn. C. Trong pin quang điện, quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng. D. Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 8 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Câu 15 (ÐH-2009): Pin quang điện là nguồn điện, trong đó A. hóa năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. B. quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. C. cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. D. nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Câu 16 (ÐH-2011): Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào A. hiện tượng tán sắc ánh sáng. B. hiện tượng quang điện ngoài. C. hiện tượng quang điện trong. D. hiện tượng phát quang của chất rắn. Câu 17 (CĐ-2012): Pin quang điện là nguồn điện A. biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. B. biến đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng. C. hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài. D. hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. NỘI DUNG 3: HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG I. LÍ THUYẾT 1) Sự phát quang  Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì chúng có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy. Các hiện tượng đó được gọi là sự phát quang.  Sự phát quang có khác biệt với các hiện tượng phát ánh sáng khác, hai đặc điểm quan trọng : sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn tiếp tục kéo dài thêm một khoảng thời gian. Thời gian này dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào chất phát quang. 2) Các dạng quang phát quang Người ta thấy có hai loại quang phát quang:  Sự huỳnh quang: là sự phát quang của nhiều chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thời gian bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.  Sự lân quang: là sự phát quang của nhiều chất rắn có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích. Ứng dụng: sơn xanh, đỏ, vàng quét trên các biển báo giao thông hoặc ở đầu cọc chỉ giới đường là các chất lân quang có thời gian kéo dài vài phần mười giây. 3) Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang  Ánh sáng phát quang (huỳnh quang) có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích λhq > λkt. II. BÀI TẬP  Bài Tập Tự Luyện Câu 1 (ÐH-2010): Sự phát sáng của nguồn nào dưới đây không là sự phát quang? A. Đèn ống B. Ánh trăng C. Đèn LED D. Con đom đóm Câu 2 (ÐH-2010): Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng A. phản xạ ánh sáng. B. quang - phát quang. C. hóa - phát quang. D. tán sắc ánh sáng. Câu 3: Ánh sáng lân quang là : A. được phát ra bởi chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí. B. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. C. có thể tồn tại rất lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích. D. có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích. Câu 4: Ánh sáng huỳnh quang là A. tồn tại một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 9 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) B. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. C. có bước sóng nhỉ hơn bước sóng ánh sáng kích thích. D. do các tinh thể phát ra, sau khi được kích thích bằng ánh sáng thích hợp. Câu 5: Ánh sáng lân quang A. được phát ra bởi cả chất rắn, lỏng và khí. B. có thể tồn tại trong thời gian dài hơn 10-8s sau khi tắt ánh sáng kích thích. C. có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng kích thích. D. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. Câu 6: Chọn phát biểu sai về hiện tượng quang phát quang. A. Là hiện tượng một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng kháC. B. Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích. C. Sự phát sáng của đèn pin là sự phát quang. D. Các loại sơn quét trên biển báo giao thông là chất lân quang Câu 7: Trong hiện tượng quang phát quang, sự hấp thụ hoàn toàn một phôtôn sẽ đưa đến: A. sự giải phóng một cặp electron và lỗ trống. B. sự phát ra một phôtôn khác. C. sự giải phóng một electron tự do. D. sự giải phóng một electron liên kết. Câu 8 (CĐ-2010): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, mỗi nguyên tử hay phân tử của chất phát quang hấp thụ hoàn toàn một phôtôn của ánh sáng kích thích có năng lượng ε để chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó A. phát ra một phôtôn khác có năng lượng lớn hơn ε do có bổ sung năng lượng. B. phát ra một phôtôn khác có năng lượng nhỏ hơn ε do có mất mát năng lượng. C. giải phóng một êlectron tự do có năng lượng nhỏ hơn ε do có mất mát năng lượng. D. giải phóng một êlectron tự do có năng lượng lớn hơn ε do có bổ sung năng lượng. Câu 9 (CĐ-2009): Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng chàm thì ánh sáng huỳnh quang phát ra không thể là A. ánh sáng tím. B. ánh sáng vàng. C. ánh sáng đỏ. D. ánh sáng lục. Câu 10: Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu vàng lục khi được kích thích phát sáng. Hỏi khi chiếu vào chất đó ánh sáng đơn sắc nào dưới đây thì chất đó sẽ phát quang? A. Đỏ B. Lục C. Vàng D. Da cam Câu 11(ÐH-2010): Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f = 6.1014 Hz. Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang? A. 0,55 μm. B. 0,45 μm. C. 0,38 μm. D. 0,40 μm. Câu 12: Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng nào dưới đây? A. Ánh sáng đỏ. B. Ánh sáng lục. C. Ánh sáng chàm. D. Ánh sáng lam. Câu 13: Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5µm khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3µm. Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên. A. 2,65.10-19J B. 26,5.10-19 J C. 2,65.10-18J D. 265.10-19 J Câu 14: Một chất có khả năng phát quang ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu lục. Nếu dùng tia tử ngoại để kích thích sự phát quang của chất đó thì ánh sáng phát quang có thể có màu nào ? A. Màu đỏ B. Màu vàng C. Màu lục D. Màu lam Câu 15 (CĐ-2012): Khi nói về tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ. B. Tần số của tia Rơn-ghen nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại. C. Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại. D. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang một số chất. Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà Nguồn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt : Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | 10 -