Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Chuyên Đề 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Nội dung chuyên đề:
۞ Phần 1: Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
۞ Phần 2: Dùng Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng Giải Thích Một Số Hiện Tượng
۞ Phần 3: Mẫu Nguyên Tử Borh
PHẦN 1: THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. LÍ THUYẾT
1. Giả Thuyết của Planck về Lượng Tử Năng Lượng
Theo nhà bác học người Đức, Planck, Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay
phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, được ký hiệu là ε và có biểu thức ε = h.f
Trong đó: f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h là hằng số Plack có giá trị h = 6,625.10–34 J.s.
2. Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính:
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác
định = h.f, cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.
Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.
Chú ý:
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, mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định - Chùm sáng là một chùm
hạt mỗi hạt là một phôtôn mang một năng lượng xác định.
Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử năng lượng không bị thay đổi, không phụ thuộc cách nguồn sáng xa hay
gần.
3. Công Suất Nguồn Sáng Đơn Sắc.
Công suất nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số f :
hc
P n. n.hf n.
Trong đó, n là số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
II. BÀI TẬP
Dạng 1. Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính:
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác
định = h.f, cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.
Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.
Câu 1 (ĐH-2007): Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về
A. sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử.
B. sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô.
C. cấu tạo của các nguyên tử, phân tử.
D. sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử.
Câu 2 (ĐH-2008): Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của
A. một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn.
B. một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 1/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
C. các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
D. một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó.
Câu 3 (ÐH-2009): Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Năng lượng phôtôn càng nhỏ khi cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ.
B. Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên.
C. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ.
D. Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn.
Câu 4 (ÐH-2010): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
B. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.
C. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s.
D. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
Câu 5 (ĐH-2012): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng.
B. Phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng khác nhau.
C. Năng lượng của một phôtôn không đổi khi truyền trong chân không.
D. Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động.
Câu 6 (ĐH-2013): Khi nói về photon phát biểu nào dưới đây đúng:
A. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, các photon đều mang năng lượng như nhau.
B. Photon có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên.
C. Năng lượng của photon càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với photon đó càng lớn.
D. Năng lượng của photon ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của photon ánh sáng đỏ.
Câu 7: Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì điều nào sau đây không đúng?
A. Phôtôn chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.
B. Trong chân không các phôtôn chuyển động dọc theo tia sáng với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
C. Năng lượng của các phôtôn như nhau với mọi chùm ánh sáng.
D. Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
Câu 8: Tất cả các phôtôn truyền trong chân không có cùng
A. tần số.
B. bước sóng.
C. tốc độ.
D. năng lượng.
Câu 9 (CĐ-2013): Phôtôn có năng lượng 0,8 eV ứng với bức xạ thuộc vùng
A. tia tử ngoại.
B. tia hồng ngoại.
C. tia X.
D. sóng vô tuyến.
Câu 10 (CĐ-2009): Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là 0,589 m. Lấy h = 6,625.10-34J.s;
c=3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C. Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
A. 2,11 eV.
B. 4,22 eV.
C. 0,42 eV.
D. 0,21 eV.
Câu 16 (ĐH-2014): Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là 0,60 μm. Năng lượng của phôtôn ánh
sáng này bằng
A. 2,07 eV.
B. 4,07 eV.
C. 3,34 eV.
D. 5,14 eV.
Câu 11 (CĐ-2008): Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ1 = 720 nm, ánh sáng tím có bước
sóng λ2 = 400 nm. Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi
trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là n1 = 1,33 và n2 = 1,34. Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ
số năng lượng của phôtôn có bước sóng λ1 so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ2 bằng
5
9
133
133
A. .
B. .
C.
.
D.
.
9
5
134
134
Câu 12: Một phôtôn có năng lượng ε, truyền trong một môi trường với bước sóng λ. Với h là hằng số Plăng, c là
vận tốc ánh sáng truyền trong chân không. Chiết suất tuyệt đối của môi trường đó là:
c
c
hc
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
h
hc
Câu 13: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: hai khe cách nhau 1,2mm và cách màn 1,5m. Khi tiến
hành thí nghiệm ở trong nước, người ta đo được khoảng vân là 0,69mm. Biết chiết suất của nước đối với ánh
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 2/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
sáng đơn sắc sử dụng trong thí nghiệm là 4/3. Khi truyền trong nước, phôtôn của ánh sáng làm thí nghiệm có
năng lượng bằng
A. 3,6.10–19J.
B. 4,8.10–19 J.
C. 2,7.10–19eV.
D. 1,7eV.
Câu 14(CĐ-2009): Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là Đ, L và
T thì
A. T > L > eĐ.
B. T > Đ > eL.
C. Đ > L > eT.
D. L > T > eĐ.
Câu 15(CĐ-2012): Gọi Đ, L, T lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và
phôtôn ánh sáng tím. Ta có
A. Đ > L > T.
B. T > L > Đ.
C. T > Đ > L.
D. L > T > Đ.
Câu 16(ĐH-2013): Gọi D là năng lượng của photon ánh sáng đỏ, L là năng lượng của photon ánh sáng lục,
V là năng lượng của pho ton ánh sáng vàng. Sắp xếp nào sau đây đúng:
A. V L D
B. L V D
C. L D V
D. D V L
Dạng 2. Công Suất Nguồn Sáng
Công suất nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số f :
hc
P n. n.hf n.
Trong đó, n là số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
Câu 1 (CĐ-2009): Công suất bức xạ của Mặt Trời là 3,9.1026 W. Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là
A. 3,3696.1030 J.
B. 3,3696.1029 J.
C. 3,3696.1032 J.
D. 3,3696.1031 J.
Câu 2 (CĐ-2009): Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là 1,5.10-4 W.
Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s. Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là
A. 5.1014.
B. 6.1014.
C. 4.1014.
D. 3.1014.
Câu 3 (ÐH-2010): Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz. Công suất bức xạ điện từ
của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
A. 3,02.1019.
B. 0,33.1019.
C. 3,02.1020.
D. 3,24.1019.
Câu 4 (ĐH-2013): Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.1014Hz. Công suất phát
xạ của nguồn là 10W. Số photon mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng:
A. 0,33.1020
B. 0,33.1019
C. 2,01.1019
D. 2,01.1020
Câu 5: Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc, có công suất 1W, trong mỗi giây phát ra 2,5.1019 phôtôn.
Lấy h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s. Bức xạ do đèn phát ra là bức xạ
A. màu đỏ.
B. hồng ngoại.
C. tử ngoại.
D. màu tím.
Câu 6: Một bút laze phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng 532 nm với công suất 5 mW. Một lần bấm sáng trong
thời gian 2 s, bút phát ra bao nhiêu phôtôn ?
A. 2,68.1016 phôtôn.
B. 1,86.1016 phôtôn.
C. 2,68.1015 phôtôn.
D. 1,86.1015 phôtôn.
Câu 7: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh sáng có
bước sóng 0,52mm, chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là 10-7s và công suất của chùm laze là 105
MW. Số phôtôn có trong mỗi xung là:
A. 5,2.1020 hạt.
B. 2,62.1029 hạt.
C. 2,62.1025 hạt.
D. 2,62.1015 hạt.
Câu 8: Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng bằng laze người ta đã sử dụng laze có bước
sóng λ = 0,52μm. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze. Biết năng
lượng mỗi xung là 10kJ. Tính số photon phát ra trong mỗi xung.
A. 2,62.1022 hạt
B. 0,62.1022 hạt
C. 262.1022 hạt
D. 2,62.1012 hạt
Câu 9. Chiế u bức xa ̣ tử ngoa ̣i có λ = 0,26 μm, công suấ t 0,3 mW vào bề mă ̣t mô ̣t tấ m kem
̃ để êlectron bâ ̣t r a.
Biế t rằ ng cứ 1000 phôton tử ngoa ̣i đâ ̣p vào kem
̃ thì có mô ̣t êle ctron thoát ra. Số êlectron thoát ra từ tấ m kem
̃
trong 1s là
A. 1,76.1011
B. 3,925.1011.
C. 3,925.1013
D. 1,76.1013
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 3/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 10. Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,26 μm với công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm thì
thấy có các eletron bật ra. Biết cứ 1000 photon tử ngoại đập vào tấm kẽm thì có 1 electron quang điện thoát ra.
Số electron thoát ra từ tấm kẽm trong 10 s là:
A. 1,76.1014
B. 3,925.1012
C. 3,925.1015
D. 1,76.1012
Câu 11. Hai nguồn sáng λ1 và f2 có cùng công suất phát sáng. Nguồn đơn sắc bước sóng λ1 = 0,60 μm
phát ra 3,62.1020 phôtôn trong 1 phút. Nguồn đơn sắc tần số f2 = 6.1014Hz phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1
giờ?
20
24
22
18
A. 3,01.10 .
B. 1,09.10 .
C. 1,81.10 .
D. 5,02.10 .
Câu 12 (ÐH-2011): Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 m thì phát ra ánh
sáng có bước sóng 0,52 m. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng
kích thích. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng
thời gian là
4
1
1
2
A. .
B.
.
C. .
D. .
5
5
5
10
Câu 13 (ĐH-2012): Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45m với công suất 0,8 W. Laze B phát ra
chùm bức xạ có bước sóng 0,60 m với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của
laze A phát ra trong mỗi giây là
20
3
C.2
D.
4
9
Câu 14: Laze A phát ra chùm bức xạ bước sóng 400 nm với công suất 0,6W. Laze B phát ra chùm bức xạ
bước sóng λ với công suất 0,2W. Trong cùng một khoảng thời gian, số photon do laze B phát ra bằng một nửa
số photon do laze A phát ra. Một chất phát quang có thể phát quang ánh sáng màu đỏ và màu lục. Nếu dùng
laze B kích thích chất phát quang trên thì nó phát ra ánh sáng màu
A. Đỏ
B. Lục
C. Vàng
D. Tím
Câu 15. Chiếu bức xạ có bước sóng 0,3 μm và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,5
μm. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích. Nếu có 3000
phôtôn kích thích chiếu vào chất đó thì số phôtôn phát quang được tạo ra là bao nhiêu?
A. 600
B. 500
C. 60
D. 50
Câu 16. Chiếu bức xạ có bước sóng 0,3 μm và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,5
μm. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 2% công suất của chùm sáng kích thích. Khi đó, với mỗi
photon phát ra ứng với bao nhiêu photon kích thích?
A. 20
B. 30
C. 60
D. 50
Câu 17. Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48 μm và phát ra ánh có bước
sóng λ’ = 0,64μm. Biết hiệu suất của sự phát quang này là 90% (hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng
lượng của ánh sáng phát quang và năng lượng của ánh sáng kích thích trong một đơn vị thời gian), số phôtôn
của ánh sáng kích thích chiếu đến trong 10 s là 2014.1011 hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra
trong 2 s là
A. 2,6827.1012
B. 2,7189.1014
C. 2,7189.1013
D. 2,6827.1011
Câu 51: Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49µm và phát ra ánh sáng có bước sóng
0,52µm, người ta gọi hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng
ánh sáng hấp thụ. Biết hiệu suất của sự phát quang của dung dịch Fluorêxêin là 75%. Số phần trăm của phôtôn
bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang của dung dịch là:
A. 82,7%
B. 79,6%
C. 75,0%
D. 66,8%
Câu 18. Chiếu bức xạ có bước sóng 0,22 μm và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,55
μm. Nếu số photon ánh sang kích thích chiếu vào là 500 thì số photon ánh sáng phát ra là 4. Tính tỉ số công
suất của ánh sáng phát quang và ánh sáng kích thích?
A. 0,2%
B. 0,03%
C. 0,32%
D. 2%
A.1
B.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 4/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Câu 19: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 μm vào một chất thì thấy có hiện tượng phát quang. Cho
biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,5% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 300 phôtôn
ánh sáng kích thích cho 2 phôtôn ánh sáng phát quang. Bước sóng ánh sáng phát quang là
A. 0,5 μm
B. 0,4 μm
C. 0,48 μm
D. 0,6 μm
Câu 20: Cường độ của một chùm sáng hẹp đơn sắc có bước sóng 0,5μm khi chiếu vuông góc tới bề mặt của
một tấm kim loại là I (W/m2), diện tích của bề mặt kim loại nhận được ánh sáng tới là 32 mm2. Cứ 50 phô tôn
tới bề mặt tấm kim loại thì giải phóng được 2 electron quang điện và số electron bật ra trong 1s là 3,2.1013. Giá
trị của I là
A. 9,9375 W/m2.
B. 9,9735 W/m2.
C. 8,5435 W/m2.
D. 8,9435 W/m2.
Câu 21: Hai tấm kim loại A, B hình tròn được đặt gần nhau, đối diện nhau (trong chân không). A được nối với
cực âm và B được nối với cực dương của nguồn điện một chiều. Để làm bứt các electron từ mặt trong của tấm
A người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc công suất 4,9 mW mà mỗi photon có năng lượng 9,8.10 -19 J vào
mặt trong của tấm A thì có một electron quang điện bứt ra. Một trong số những electron bứt ra chuyển động
đến B để tạo ra dòng điện có cường độ 1,6 μA. Tỉ lệ phần trăm electron quang điện bứt ra khỏi A không đến
được B là
A. 30%.
B. 20%.
C. 70%.
D. 80%.
Câu 22: Một nguồn sáng có công suất P = 2W, phát ra ánh sáng có bước sóng λ = 0,597µm tỏa ra đều theo
mọi hướng. Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối
thiểu có 80 phôtôn lọt vào mắt trong 1s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn
sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là
A. 470 km
B. 27 km
C. 274 km
D. 6 km
Câu 23: Người ta dùng một laze nấu chảy một tấm thép 1 kg. Công suất chùm là P = 10 W. Nhiệt độ ban đầu
của tấm thép là t0 = 300Khối lượng riêng của thép là D = 7800 kg/m3; nhiệt dung riêng của thép là c = 448
J/kg.độ. Nhiệt nóng chảy của thép là L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là T C= 15350C.Thời gian tối
thiểu để tan chảy hết tấm thép là:
A. 9466,6 s
B. 94424 s
C. 9442,4 s
D. 94666 s
Câu 24: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất chùm là P =
10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1mm, bề dày của tấm thép là e = 2mm. Nhiệt độ ban đầu của tấm thép
là t0 = 300C.Khối lượng riêng của thép là D = 7800 kg/m3; nhiệt dung riêng của thép là c = 448 J/kg.độ. Nhiệt
nóng chảy của thép là L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là TC= 15350C.Thời gian tối thiểu đểkhoan là:
A. 1,16 s
B. 2,12 s
C. 2,15 s
D. 2,275 s
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 5/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
PHẦN 2: SỬ DỤNG THUYẾT GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG:
QUANG ĐIỆN NGOÀI; QUANG ĐIỆN TRONG VÀ QUANG – PHÁT QUANG
Câu 1(CĐ-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
1. 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 tích
- Zn
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.
2. 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 λ 0 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 khá lớn nên khi chiếu ánh sáng vào hiện tượng quang điện có thể dễ xảy ra hơn với các
kim loại Kẽm hay Đồng hơn là các kim loại kiềm.
3. Giải Thích Hiện Tượng Quang Điện Ngoài Dựa Vào Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
1) Hệ thức Anhxtanh
Anhxtanh coi chùm sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang một năng lượng xác định = h.f.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 6/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Trong hiện tượng quang điện có sự hấp thụ hoàn toàn phô tôn 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.
2) 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
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: 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.
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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 7/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
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 (CĐ-2013): Công thoát êlectron của một kim loại bằng 3,43.10–19 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 12 (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 13 (ĐH-2013): Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75m . Công thoát electron ra khỏi kim loại
bằng:
A. 2,65.10-32J
B. 26,5.10-32J
C. 26,5.10-19J
Câu 14: 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 15: 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 16: 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 17: 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 18: 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 19: 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.
Câu 20: 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 21: 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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 8/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Câu 22: 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. chỉ xảy ra với bức xạ λ1.
D. không xảy ra với cả hai bức xạ đó.
Câu 23 (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 24 (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 25 (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
C. Bạc và đồng
D. Kali và canxi
Câu 26: 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 27: 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
3
loại này. 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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 9/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
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 U AK → 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;
2
2
eUAK là 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
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: 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 5: 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 6: 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 7: 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 8: 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.
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
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 10/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
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
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
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
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 11/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
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.
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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 12/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
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
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.
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
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 13/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
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: 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 13 (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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 14/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
PHẦN 3: MẪU NGUYÊN TỬ BO
I. LÍ THUYẾT
1. Mẫu hành tinh nguyển tử Rotherpho
Ở tâm nguyên tử có 1 hạt nhân mang điện tích dương.
Xung quanh hạt nhân có các êlectron chuyển động trên những quỹ đạo tròn
Khối lượng của nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.
2. Các tiên đề của Borh
Mẫu nguyên tử Borh bao gồm mô hình hành tinh nguyên tử Rotherpho và hai tiên đề của Borh.
a) Tiên đề về trạng thái dừng
Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng. Trong trạng thái
dừng nguyên tử không bức xạ năng lượng.
+ Trạng thái cơ bản: là trạng thái dừng có mức năng lượng thấp nhất của nguyên tử, và bình thường nguyển tử
ở trạng thái này.
+ Trạng thái kích thích: khi nguyên tử nhận hấp thụ năng lượng thì nó sẽ chuyển lên các trạng thái dừng có
mức năng lượng lớn hơn gọi là trạng thái kích thích, tuy nhiên sau một thời gian rất ngắn thì nguyển tử sẽ
chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp và cuối cùng là trạng thái cơ bản.
+ Trong trạng thái dừng của nguyên tử, các electrôn chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quĩ đạo co
bán kính hoàn toàn xác định gọi là quĩ đạo dừng. Đối với nguyên tử Hiđrô thì bán kính quỹ đạo thứ n thỏa mãn
rn = n2r0, với r0 = 5,3.10–11 m gọi là bán kính Borh (chính là bán kính quỹ đạo K)
b) Tiên đề về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng cao Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng
thấp En (Em > En) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có một năng lượng ε = hf = Em – En, với f là tần số ánh sáng
phát rA.
Ngược lại, khi nguyên tử ở trạng thái dừng có dừng có mức năng lượng thấp En mà hấp thụ được một phôtôn
có một năng lượng ε = hf = Em – En, với f là tần số ánh sáng, thì nó chuyển lên trạng thái dừng Em có mức năng
lượng lượng cao hơn.
I. BÀI TẬP
Dạng 1. Bán Kính Các Trạng Thái Dừng
Trong trạng thái dừng của nguyên tử, các electrôn chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quĩ đạo có
bán kính hoàn toàn xác định gọi là quĩ đạo dừng.
Quỹ Đạo Thứ
1
2
3
4
5
6
Tên Quỹ Đạo
K
L
M
N
O
P
Bán Kính
r0
4r0
9r0
16r0
25r0
36r0
Coi electron chuyển động tròn đều trên quỹ đạo dừng quanh hạt nhân thì theo định luật II Niuton :
Fht ma ht k
e2
v2
ke2
,
m
v
r
mr
r2
Ở đây, v chính là tốc độ của electron trên quỹ đạo có bán kính r. Rõ ràng: v
1
r
Câu 1(CĐ-2011): Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng của nguyên tử
A. có thể là trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kích thích.
B. là trạng thái mà các êlectron trong nguyên tử ngừng chuyển động.
C. chỉ là trạng thái kích thích.
D. chỉ là trạng thái cơ bản.
Câu 2: Quỹ đạo dừng của điện tử trong nguyên tử hiđrô là quỹ đạo
A. có dạng đường xoắn ốc.
B. ứng với năng lượng của trạng thái dừng.
C. có bán kính tỉ lệ nghịch với bình phương các số tự nhiên.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 15/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
D. có bán kính tỉ lệ với các số tự nhiên.
Câu 3: Theo lí thuyết của Bo về nguyên tử thì
A. khi ở các trạng thái dừng, động năng của electron trong nguyên tử bằng 0.
B. khi ở trạng thái cơ bản, nguyên tử có năng lượng cao nhất.
C. nguyên tử bức xạ chỉ khi chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích.
D. trạng thái kích thích có năng lượng càng cao ứng với bán kính quỹ đạo của electron càng lớn.
Câu 4(ĐH-2008): Trong nguyên tử hiđrô , bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m. Bán kính quỹ đạo dừng N là
A. 47,7.10-11m.
B. 21,2.10-11m.
C. 84,8.10-11m.
D. 132,5.10-11m.
Câu 5(CĐ-2013): Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng N của êlectron trong nguyên tử hiđrô là
A. 47,7.10–11 m.
B. 132,5.10–11 m.
C. 21,2.10–11 m.
D. 84,8.10–11 m.
Câu 6: Theo mẫu nguyên tử Bo, một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, êlectron chuyển động trên quỹ
đạo dừng có bán kính r0. Khi nguyên tử này hấp thụ một phôtôn có năng thì êlectron có thể chuyển lên quỹ đạo
dừng có bán kính bằng
A. 11r0.
B. 10r0.
C. 12r0.
D. 9r0.
Câu 7: Gọi r0 là bán kính quỹ đạo dừng thứ 1 nhất của nguyên tử hiđro. Khi bị kích thích nguyên tử hiđro
không thể có quỹ đạo:
A. 2r0
B. 4r0
C. 16r0
D. 9r0
Câu 8 (ÐH-2010): Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là r0. Khi
êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt
A. 12r0.
B. 4r0.
C. 9r0.
D. 16r0.
Câu 9: Theo mẫu nguyên tử Borh, bán kính quĩ đạo K của electron trong nguyên tử hidro là r0. Khi electron
chuyển từ quĩ đạo M về quĩ đạo O thì bán kính quĩ đạo sẽ
A. tăng 12r0
B. tăng 9r0
C. giảm 9r0
D. tăng 16 r0
-11
Câu 10 (ÐH-2011): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10 m. Ở một trạng thái kích thích của
nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 2,12.10-10m. Quỹ đạo đó có tên gọi
là quỹ đạo dừng
A. L.
B. O.
C. N.
D. M.
-11
Câu 11 (ĐH-2013): Biết bán kính Bo là r0=5,3.10 m. Bán kính quỹ đạo dừng M trong nguyên tử hidro là:
A. 132,5.10-11m
B. 84,8.10-11m
C. 21,2.10-11m
D. 47,7.10-11m.
o
Câu 12: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng M của eletron là 4,77 A , quỹ đạo dừng của electron
o
có bán kính 19,08 A có tên gọi là
A. L.
B. O.
C. N.
D. P.
Câu 13: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển
động tròn đều. Gọi v là tốc độ của electron trên quỹ đạo K. Khi nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ bằng
v
v
v
A. .
B. 3v.
C.
.
D. .
9
3
3
Câu 14: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển
động tròn đều. Trong nguyên tử hidro bán kính quỹ đạo K là r0 = 5,3.10-11m. Hãy tính bán kính quỹ đạo O và
vận tốc electron trên quỹ đạo đó.
0
5
A. r = 2,65 A ; v = 4,4.10 m/s.
0
5
0
5
B. r = 13,25 A ; v = 1,9.10 m/s.
0
5
C. r = 13,25 A ; v= 4,4. 10 m/s.
D. r = 13,25 A ; v = 3,09.10 m/s.
Câu 15. Electron trong nguyên tử hydro quay quanh hạt nhân trên các quỹ đạo tròn gọi là quỹ đạo dừng. Biết
vận tốc của elctron trên quỹ đạo K là 2,186.106m/s. Khi electron chuyển động trên quỹ dừng N thì vận tốc của
nó là
A. 2,732.105m/s
B. 5,465.105m/s
C. 8,198.105m/s
D. 10,928.105m/s
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 16/20
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 16: Theo thuyết Bo ,bán kính quỹ đạo thứ nhất của electron trong nguyên tử hidro là r 0 = 5,3.10-11 m, cho
hằng số điện k 9.109
Nm2
. Hãy xác định vận tốc góc của electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân trên
C2
quỹ đạo này.
A. 6,8.1016 rad/s
B. 2,4.1016 rad/s
C. 4,6.1016 rad/s
D. 4,1.1016 rad/s
Câu 17 (ĐH-2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân
là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M
bằng
A. 9.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Câu 18: Êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng có
mức năng lượng nhỏ hơn thì vận tốc êlectron tăng lên 2,5 lần. Êlectron đã chuyển từ quỹ đạo
A. O về L.
B. O về K.
C. N về K.
D. N về L.
Câu 19: Theo thuyết Bo, electron trong nguyên tử hidro chuyển động tròn đều trên các quỹ đạo dừng có bán
kính rn n2 ro (r0 = 5,3.10-11 m), cho hằng số điện k 9.109
Nm2
; me = 9,1.10-31 kg. Tốc độ của e trên quỹ đạo
2
C
dừng thứ hai:
A. 2,18.106 m/s
B. 2,18.105 m/s
C. 1,09.106 m/s
D. 1,98.106 rad/s
Câu 20: Electron trong nguyên tử hyđro chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng có
mức năng lượng nhỏ hơn thì tốc độ electron tăng lên 4 lần. Electron đã chuyển từ quỹ đạo
A. N về M.
B. M về L.
C. N về K.
D. N về L.
Câu 21: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển
Nm2
; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31 kg. Tính tốc độ của êlectrôn
2
C
khi nó chuyển động trên quỹ đạo có bán kính r0 = 5,3.10-11 m (quỹ đạo K) và số vòng quay của êlectrôn trong
một đơn vị thời gian trên quỹ đạo này.
A. v = 2,2.106 m/s; f = 6,6.1015 vòng/giây
B. v = 2,2.104 m/s; f = 6,6.1018 vòng/giây
6
15
C. v = 2,2.10 km/s; f = 6,6.10 vòng/giây
D. Các giá trị kháC.
động tròn đều. Biết hằng số điện k 9.109
Dạng 2. Sự Hấp Thụ và Phát Xạ Photon Của Nguyên Tử
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng cao Em sang trạng thái dừng có mức năng lượng
thấp En (Em > En) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có một năng lượng ε = hf = Em – En, với f là tần số ánh sáng
phát ra.
Ngược lại, khi nguyên tử ở trạng thái dừng có dừng có mức năng lượng thấp En mà hấp thụ được một phôtôn
có một năng lượng phù hợp ε = hf = Em – En thì nó chuyển lên trạng thái dừng Em có mức năng lượng lượng
cao hơn.
Câu 1 (ÐH-2009): Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử
phát ra phôtôn có bước sóng 0,1026 µm. Lấy h = 6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19 C và c = 3.108m/s. Năng lượng
của phôtôn này bằng
A. 1,21 eV
B. 11,2 eV.
C. 12,1 eV.
D. 121 eV.
-19
-34
8
Câu 2 (ĐH-2007): Cho: 1eV = 1,6.10 J; h = 6,625.10 J.s; c = 3.10 m/s. Khi êlectrôn (êlectron) trong
nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có năng lượng EM = - 0,85eV sang quĩ đạo dừng có năng lượng EN =
- 13,60eV thì nguyên tử phát bức xạ điện từ có bước sóng
A. 0,4340 μm.
B. 0,4860 μm.
C. 0,0974 μm.
D. 0,6563 μm.
Câu 3 (CĐ-2008): Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s và độ lớn của điện tích nguyên tố là 1,6.10-19 C. Khi
nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng -1,514 eV sang trạng thái dừng có năng lượng -3,407
eV thì nguyên tử phát ra bức xạ có tần số
A. 2,571.1013 Hz.
B. 4,572.1014Hz.
C. 3,879.1014 Hz.
D. 6,542.1012 Hz.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 17/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Câu 4 (CĐ-2009): Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần
lượt là: -13,6 eV; -1,51 eV. Cho h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s và e = 1,6.10-19 C. Khi êlectron chuyển từ
quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng
A. 102,7 m.
B. 102,7 mm.
C. 102,7 nm.
D. 102,7 pm.
Câu 5 (ÐH-2009): Nguyên tử hiđtô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV. Để chuyển lên
trạng thái dừng có mức năng lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng
A. 10,2 eV.
B. -10,2 eV.
C. 17 eV.
D. 4 eV.
Câu 4 (CĐ-2014): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng K thì năng lượng của nguyên tử hiđrô là –13,6 eV còn khi ở
quỹ đạo dừng M thì năng lượng đó là –1,51 eV. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K
thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng
A. 102,7 pm.
B. 102,7 mm.
C. 102,7 μm.
D. 102,7 nm.
Câu 6 (ÐH-2010): Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En = -1,5 eV sang trạng thái dừng
có năng lượng Em = -3,4 eV. Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng
A. 0,654.10-7m.
B. 0,654.10-6m.
C. 0,654.10-5m.
D. 0,654.10-4m.
Câu 7 (ÐH-2010): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công
13,6
thức - 2 (eV) (n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo
n
dừng n = 2 thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng bằng
A. 0,4350 μm.
B. 0,4861 μm.
C. 0,6576 μm.
D. 0,4102 μm.
Câu 8 (ÐH-2010): Theo tiên đề của Bo, khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo
K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ21, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L thì nguyên
tử phát ra phôtôn có bước sóng λ32 và khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra
phôtôn có bước sóng λ31. Biểu thức xác định λ31 là
32 21
32 21
A. 31 =
.
B. 31 = 32 - 21.
C. 31 = 32 + 21.
D. 31 =
.
21 31
21 31
Câu 9 (ÐH-2011): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi
13,6
công thức E n
(eV) (với n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo N về
n2
quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 1. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo M thì
nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 2. Mối liên hệ giữa hai bước sóng 1 và 2 là
A. 162 = 1.
B. 2562 = 33751.
C. 33752 = 2561.
D. 62 = 51.
Câu 10 (ÐH-2011): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi
13,6
công thức E n
(eV) (với n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n
n2
= 3 về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 1. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng
n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 2. Mối liên hệ giữa hai bước sóng 1
và 2 là
A. 272 = 1281.
B. 2 = 51.
C. 1892 = 8001.
D. 2 = 41.
Câu 11 (ĐH-2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ
đạo K thì nguyên tử phát ra phôton ứng với bức xạ có tần số f 1 . Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ đạo
L thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ có tần số f2. Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì
nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ có tần số
ff
A. f3 = f1 – f2
B. f3 = f1 + f2
C. f3 f12 + f2 2
D. f3 1 2
f1 f2
Câu 12: Mức năng lượng En trong nguyên tử hiđrô được xác định En = - E0/n2 (trong đó n là số nguyên dương,
E0 là năng lượng ứng với trạng thái cơ bản). Khi e nhảy từ quỹ đạo thứ ba về quỹ đạo thứ hai thì nguyên tử
hiđrô phát ra bức xạ có bước sóng 0. Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai về quỹ đạo thứ nhất thì bước sóng
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 18/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
của bức xạ được phát ra sẽ là:
5 0
5 0
A. 0
B.
C. 0
D.
.
7
27
15
Câu 13: Để chuyển êlectron từ quỹ đạo K lên M; L lên N; L lên M thì nguyên tử hiđrô cần hấp thụ phôtôn mang
năng lượng lần lượt là 12,09 MeV; 2,55 MeV; 1,89 MeV. Nguyên tử hiđrô phải hấp thụ phôtôn mang năng lượng
bao nhiêu để chuyển êlectron từ quỹ đạo K lên N ?
A. 11,34 MeV.
B. 16,53 MeV.
C. 12,75 MeV.
D. 9,54 MeV.
Câu 14: Gọi En là mức năng lượng của nguyên từ hidro ở trạng thái năng lượng ứng với quỹ đạo n (n > 1). Khi
electron chuyển về các quỹ đạo bên trong thì có thể phát ra số bức xạ là:
A. n!
B. (n – 1)!
C. n(n – 1)
D. 0,5.n(n - 1)
Câu 15: Nguyên tử Hiđrô bị kích thích do chiếu xạ và electrôn của nguyên tử đã chuyển từ quỹ đạo K lên N.
Sau khi ngừng chiếu xạ, nguyên tử Hiđrô phát xạ thứ cấp, phổ xạ này gồm
A. hai vạch.
B. ba vạch.
C. bốn vạch.
D. sáu vạch.
Câu 16: Hãy xác định trạng thái kích thích cao nhất của các nguyên tử hiđrô trong trường hợp người ta chỉ thu
được 6 vạch quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô
A. Trạng thái L
B. Trạng thái M
C. Trạng thái N
D. Trạng thái O
Câu 17 (ÐH-2009): Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ
đạo dừng N. Khi êlectron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên
tử đó có bao nhiêu vạch?
A. 3.
B. 1.
C. 6.
D. 4.
Câu 18: Các nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng ứng với êlectron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính
lớn gấp 9 lần so với bán kính Bo. Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên tử
sẽ phát ra các bức xạ có tần số khác nhau. Có thể có nhiều nhất bao nhiêu tần số?
A. 4.
B. 2.
C. 3.
D. 1.
Câu 19: Chùm nguyên tử Hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, bị kích thích phát sáng thì chúng có thể phát ra tối
đa 3 vạch quang phổ. Khi bị kích thích electron trong nguyên tử H đã chuyển sang quỹ đạo?
A. M.
B. L.
C. O.
D. N.
Câu 20: Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, hấp thụ một phôtôn có năng lượng ε0 và chuyển lên
trạng thái dừng ứng với quỹ đạo N của êlectron. Từ trạng thái này, nguyên tử chuyển về các trạng thái dừng có
mức năng lượng thấp hơn thì có thể phát ra phôtôn có năng lượng lớn nhất là
A. 3ε0.
B. 2ε0.
C. 4ε0.
D. 0.
13,6
Câu 21: Năng lượng của nguyên tử hiđrô cho bởi biểu thức E n
eV (n = 1, 2, 3...). Chiếu vào đám khí
n2
hiđrô ở trạng thái cơ bản bức xạ điện từ có tần số f, sau đó đám khí phát ra 6 bức xạ có bước sóng khác nhau.
Tần số f là:
A. 1,92.10-34 Hz
B. 3,08.109 MHz
C. 3,08.10-15 Hz
D. 1,92.1028 MHz
Câu 22: Khi elêctrôn ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi
13,6
(eV) với n N *. Một đám khí hiđrô hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng
En
n2
lượng cao nhất là E 3 (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể
phát ra là
27
32
32
32
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
8
5
27
3
Câu 23: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức
A
E n 2 (eV) (với n = 1, 2, 3,…)., trong đó A là hằng số dương. Khi nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì bị
n
kích thích bởi điện trường mạnh và làm cho nguyên tử có thể phát ra tối đa 15 bức xạ. Hỏi trong các bức xạ mà
nguyên tử hiđrô có thể phát ra trong trường hợp này thì tỉ số về bước sóng giữa bức xạ dài nhất và ngắn nhất là bao
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 19/20
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
nhiêu?
A. 79,5
B. 900/11
C. 1,29
D. 6
Câu 24: Kích thích cho các nguyên tử H chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích sao cho bán kính
quỹ đạo tăng 9 lần. Trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô sau đó, tỉ số giữa bước sóng dài nhất và bước
sóng ngắn nhất là:
A. 32/5
B. 32/37
C. 36/5
D. 9/8
13,6
Câu 25: Mức năng lượng của nguyên tử hiđrô có biểu thức: E n 2 eV ; n = 1, 2, 3.... Kích thích
n
nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản bằng cách cho hấp thụ một phôtôn có năng lượng thích hợp thì bán kính
quĩ đạo dừng của êlectrôn tăng lên 25 lần. Bước sóng lớn nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra
sau đó là:
A. 5,2 μm
B. 0,41 μm
C. 3,1 μm
D. 4,1μm
13,6
Câu 26: Năng lượng của nguyên tử Hiđrô được xác định: E n 2 (eV) ( n = 1, 2, 3...). Khi cung cấp cho
n
nguyên tử Hiđrô ở trạng thái cơ bản các phôtôn có năng lượng 10,5 eV và 12,75 eV thì nguyên tử hấp thụ được
phôtôn có năng lượng:
A. 10,5 eV và chuyển đến quỹ đạo L.
B. 12,75 eV và chuyển đến quỹ đạo M.
C. 10,5 eV và chuyển đến quỹ đạo M.
D. 12,75 eV và chuyển đến quỹ đạo N.
Câu 27: Chiếu vào khối hơi hydro bức xạ có tần số f1 thì khối hơi phát được tối đa 3 bức xạ. Chiếu vào khối
hơi hydro bức xạ có tần số f2 thì khối hơi phát được tối đa 10 bức xạ. Biết năng lượng nguyên tử hydro cho bởi
E
biểu thức E n 20 (với E0 là hằng số, n là số nguyên). Tỉ số tần số của hai bức xạ là:
n
f
f
f
f
3
10
25
128
A. 1
B. 1
C. 1
D. 1
f 2 27
f 2 135
f 2 10
f2
3
Câu 28: Khi chiếu lần lượt các bức xạ đơn sắc có các phôtôn mang năng lượng tương ứng là 10,200 eV,
12,750 eV, 13,060 eV vào nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản. Biết các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô ở
trạng thái dừng được xác định bằng các công thức: En = − 13,6/n2 (eV) với n = 1,2,3... Nguyên tử hiđrô đó có
thể hấp thụ tối đa bao nhiêu loại phôtôn trong các chùm trên ?
A. 2.
B. 1.
C. 3.
D. 0.
Câu 29 (ĐH-2013): Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định bằng
13,6
biểu thức E n 2 eV (n = 1, 2, 3,…). Nếu nguyên tử hidro hấp thụ một photon có năng lượng 2,55eV thì
n
bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hidro có thể phát ra là:
A. 9,74.10-8m
B. 1,46.10-8m
C. 1,22.10-8m
D. 4,87.10-8m.
Câu 30: Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức
13,6
E n 2 (eV) (n = 1, 2, 3,…). Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ một phôtôn có năng lượng 2,856 eV thì sau đó
n
tần số lớn nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô đó có thể phát ra là
A. 3,15.1012 kHz.
B. 6,9.1014 Hz.
C. 2,63.1015 Hz.
D. 1,8.1013 kHz.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 20/20
- Xem thêm -
.PDF 
20 
255 
57 
