Tài liệu Tuyển tập chuyên đề lượng tử ánh sáng thđh thpt có đáp án

- ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] HI N TƯ NG QUANG ðI N – S 32 1 H và tên h c sinh :………………………………………..Trư ng:THPT………………............ I.KI N TH C CHUNG : *HI N TƯ NG QUANG ðI N - THUY T LƯ NG T ÁNH SÁNG 1. Hi n tư ng quang ñi n: Hi n tư ng á.sáng làm b t các êlectron ra kh i m t kim lo i g i là hi n tư ng quang ñi n (ngoài). 2. ð nh lu t v gi i h n quang ñi n - ð nh lu t ð i v i m i kim lo i, ánh sáng kích thích ph i có bư c sóng λ ng n hơn hay b ng gi i h n quang ñi n λ0 c a kim lo i ñó, m i gây ra hi n tư ng quang ñi n. - Gi i h n quang ñi n c a m i klo i là ñ c trưng riêng c a kim lo i ñó. - ð nh lu t v gi i h n quang ñi n ch có th gi i thích ñư c b ng thuy t lư ng t ánh sáng. 3. Thuy t lư ng t ánh sáng - Gi thuy t Plăng Lư ng năng lư ng mà m i l n m t nguyên t hay phân t h p th hay phát x có giá tr hoàn toàn xác ñ nh và b ng hf; trong ñó f là t n s c a ánh sáng b h p th hay ñư c phát ra; còn h là m t h ng s . Lư ng t năng lu ng Lư ng năng lư ng nói trên g i là lư ng t năng lư ng và ñư c kí hi u b ng ch ε : ε = hf (1) Trong ñó: h = 6,625.10-34 J.s g i là h ng s Plăng. Thuy t lư ng t ánh sáng: N i dung c a thuy t: + Ánh sáng ñư c t o thành b i các h t g i là phôtôn. + V i m i ánh sáng ñơn s c có t n s f, các phôtôn ñ u gi ng nhau, m i phôtôn mang năng lư ng b ng hf. + Trong chân không, phôtôn bay v i t c ñ c = 3.108 m/s d c theo các tia sáng. + M i l n m t nguyên t hay phân t phát x ho c h p th ánh sáng thì chúng phát ra hay h p th m t phôtôn. + Phôtôn ch t n t i trong tr ng thái chuy n ñ ng. Không có phôtôn ñ ng yên. Gi i thích ñ nh lu t v gi i h n quang ñi n b ng thuy t lư ng t ánh sáng + Anh-xtanh cho r ng hi n tư ng quang ñi n x y ra do s h p th phôtôn c a ánh sáng kích thích b i êlectron trong kim lo i. + M i phôtôn b h p th s truy n toàn b năng lư ng c a nó cho m t êlectron. + Mu n cho êlectron b t ra kh i m t kim lo i ph i cung c p cho nó m t công ñ “th ng” các liên k t. Công này g i là công thoát (A). V y, mu n cho hi n tư ng quang ñi n x y ra thì năng lư ng c a phôtôn ánh sáng kích thích ph i l n hơn ho c b ng công thoát: hc c ð t: λ0 = hc => λ ≤ λ0 (2) hf ≥ A hay h ≥ A ⇒ λ ≤ λ A A chính là gi i h n quang ñi n c a kim lo i và h th c (2) ph n ánh ñ nh lu t v gi i h n quang ñi n. 4. Lư ng tính sóng - h t c a ánh sáng Ánh sáng có tính ch t sóng, ánh sáng có tính ch t h t => ánh sáng có lư ng tính sóng - h t. λ0 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 1 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Chú ý: Dù tính ch t nào c a ánh sáng th hi n ra thì ánh sáng v n có b n ch t ñi n t . HI N TƯ NG QUANG ðI N TRONG 1. Ch t quang d n và hi n tư ng quang ñi n trong - Ch t quang d n là ch t d n ñi n kém khi không b chi u sáng và tr thành ch t d n ñi n t t khi b chi u ánh sáng thích h p. - Hi n tư ng quang ñi n trong: + Khi không b chi u sáng, các êlectron trong các ch t quang d n ñ u tr ng thái liên k t v i các nút m ng tinh th => không có êlectron t do => ch t d n ñi n kém. + Khi b chi u sáng, m i phôtôn c a ánh sáng kích thích s truy n toàn b năng lư ng c a nó cho m t êlectron liên k t. N u năng lư ng mà êlectron nh n ñư c ñ l n thì êlectron ñó có th ñư c gi i phóng kh i m i liên k t ñ tr thành êlectron d n và tham gia vào quá trình d n ñi n. M t khác, khi êlectron liên k t ñư c gi i phóng thì nó s ñ l i m t l tr ng. L tr ng này cũng tham gia vào quá trình d n ñi n. V y, kh i ch t nói trên tr thành ch t d n ñi n t t. + Hi n tư ng ánh sáng gi i phóng các êlectron liên k t ñ cho chúng tr thành các êlectron d n ñ ng th i t o ra các l tr ng cùng tham gia vào quá trình d n ñi n, g i là hi n tư ng quang ñi n trong. + Hi n tư ng quang ñi n trong ñư c ng d ng trong quang ñi n tr và pin quang ñi n. 2. Quang ñi n tr - Quang ñi n tr là m t ñi n tr làm b ng ch t quang d n. Nó có c u t o g m m t s i dây b ng ch t quang d n g n trên m t ñ cách ñi n. - ði n tr c a quang ñi n tr có th thay ñ i t vài mêgaôm khi không ñư c chi u sáng xu ng ñ n vài tr c ôm khi ñư c chi u ánh sáng thích h p. 3. Pin quang ñi n - Pin quang ñi n (còn g i là pin M t Tr i) là m t ngu n ñi n ch y b ng năng lư ng ánh sáng. Nó bi n ñ i tr c ti p quang năng thành ñi n năng. - Hi u su t c a các pin quang ñi n ch vào kho ng trên dư i 10%. * Su t ñi n ñ ng c a pin quang ñi n n m trong kho ng t 0,5V ñ n 0,8V. - ng d ng c a pin quang ñi n Pin quang ñi n ñư c ng d ng trong các máy ño ánh sáng, v tinh nhân t o, máy tính b túi… Ngày nay ngư i ta ñã ch t o th thành công ô tô và c máy bay ch y b ng pin quang ñi n. * HI N TƯ NG QUANG – PHÁT QUANG 1. Hi n tư ng quang – phát quang - Khái ni m v s phát quang + M t s ch t có kh năng h p th ánh sáng có bư c sóng này ñ phát ra ánh sáng có bư c sóng khác. Hi n tư ng ñó g i là hi n tư ng quang – phát quang. Ch t có kh năng phát quang là ch t phát quang. + M t ñ c ñi m quan tr ng c a s phát quang là nó kéo dài m t th i gian sau khi t t ánh sáng kích thích. Th i gian này dài ng n khác nhau ph thu c vào ch t phát quang. Huỳnh quang và lân quang + S phát quang c a các ch t l ng và khí có ñ c ñi m là ánh sáng phát quang b t t r t nhanh sau khi t t ánh sáng kích thích. S phát quang này g i là s huỳnh quang. + S phát quang c a nhi u ch t r n l i có ñ c ñi m là ánh sáng phát quang có th kéo dài m t kho ng th i gian nào ñó sau khi t t ánh sáng kích thích. S phát quang này g i là s lân quang. Các ch t r n phát quang lo i này g i là các ch t lân quang. 2. ð c ñi m c a ánh sáng huỳnh quang Ánh sáng huỳnh quang có bư c sóng dài hơn bư c sóng c a ánh sáng kích thích: B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 2 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] II. ð TR C NGHI M T NG H P: Câu 1: N u trong m t môi trư ng, ta bi t ñư c bư c sóng c a lư ng t năng lư ng ánh sáng (phôtôn) hf b ng λ , thì chi t su t tuy t ñ i c a môi trư ng trong su t ñó b ng B. c/ λ f. C. hf/c. D. λ f/c. A. c λ /f. Câu 2: Công thoát electron c a m t kim lo i là A, gi i h n quang ñi n là λ 0 . Khi chi u vào b m t kim lo i ñó b c x có bư c sóng là λ = λ 0 /2 thì ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a electron quang ñi n b ng A. 3A/2. B. 2A. C. A/2. D. A. Câu 3: Hi n tư ng quang d n x y ra ñ i v i A. kim lo i. B. ch t ñi n môi. C. ch t bán d n. D. ch t ñi n phân. Câu 4: Ch n câu ñúng. Chi u m t chùm tia h ng ngo i vào lá k m tích ñi n âm thì A. ñi n tích âm c a lá k m m t ñi. B. t m k m s trung hoà v ñi n. C. ñi n tích c a t m k m không thay ñ i. D. t m k m tích ñi n dương. Câu 5: Linh ki n nào dư i ñây ho t ñ ng d a vào hi n tư ng quang ñi n trong ? A. T bào quang ñi n. B. Quang ñi n tr . C. ðèn LED. D. Nhi t ñi n tr . Câu 6: Ch n câu ñúng. Gi i h n quang ñi n ph thu c vào A. b n ch t kim lo i làm catot. B. hi u ñi n th UAK c a t bào quang ñi n. C. bư c sóng ánh sáng chi u vào catod. D. ñi n trư ng gi a A và K. Câu 7: Ch n câu tr l i không ñúng. Các hi n tư ng liên quan ñ n tính ch t lư ng t c a ánh sáng là A. hi n tư ng quang ñi n. B. s phát quang c a các ch t. C. hi n tư ng tán s c ánh sáng. D. tính ñâm xuyên. Câu 8: Kim lo i làm cat t c a t bào quang ñi n có gi i h n quang ñi n là λ 0 = 0,5 µ m. Chi u ánh sáng vào catot, chùm ánh sáng gây ra hi n tư ng quang ñi n khi A. là ánh sáng t ngo i. B. là tia X. C. là tia gamma. D. c 3 b c x trên. Câu 9: Nguyên t c ho t ñ ng c a quang ñi n tr d a vào hi n tư ng nào? B. Hi n tư ng quang ñi n trong. A. Hi n tư ng quang ñi n ngoài. C. Hi n tư ng quang d n. D. Hi n tư ng phát quang c a các ch t r n. Câu 10: Gi i h n quang ñi n c a m i kim lo i là A. bư c sóng c a ánh sáng kích thích chi u vào kim lo i gây ra hi n tư ng quang ñi n. B. công thoát c a electron b m t kim lo i ñó. C. hi u ñi n th hãm. D. bư c sóng gi i h n c a ánh sáng kích thích ñ gây ra hi n tư ng quang ñi n ñ i v i kim lo i ñó. Câu 11: V n t c ban ñ u c c ñ i c a các quang eletron khi b t kh i kim lo i ph thu c vào A. kim lo i dùng làm cat t. B. s phôtôn chi u ñ n cat t trong m t giây. C. bư c sóng c a b c x t i. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 3 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] D. kim lo i dùng làm cat t và bư c sóng c a b c x t i. Câu 12: Quang electron b t ra kh i b m t kim lo i khi b chi u ánh sáng, n u A. cư ng ñ c a chùm sáng r t l n. B. bư c sóng c a ánh sáng r t l n. C. t n s ánh sáng r t nh . D. bư c sóng nh hơn hay b ng m t gi i h n xác ñ nh. Câu 13: Ch n câu tr l i không ñúng: A. Anhxtanh cho r ng ánh sáng g m nh ng h t riêng bi t g i là phôtôn. B. M i phôtôn b h p th truy n hoàn toàn năng lư ng c a nó cho m t electron. C. Các ñ nh lu t quang ñi n hoàn toàn phù h p v i tính ch t sóng c a ánh sáng. D. Thuy t lư ng t do Plăng ñ xư ng. Câu 14: Trong các trư ng h p nào sau ñây electron ñư c g i là electron quang ñi n ? A. Electron t o ra trong ch t bán d n. B. Electron quang ñi n là electron trong dãy ñi n thông thư ng. C. Electron b t ra t cat t c a t bào quang ñi n. D. Electron b t ra khi b nung nóng trong ng tia X. Câu 15: Ch n câu ñúng. Thuy t sóng ánh sáng A. có th gi i thích ñư c ñ nh lu t v gi i h n quang ñi n. B. có th gi i thích ñư c ñ nh lu t v cư ng ñ dòng quang ñi n bão hoà. C. có th gi i thích ñư c ñ nh lu t v ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a electron quang ñi n. D. không gi i thích ñư c c 3 ñ nh lu t quang ñi n. Câu 16: Hi u ñi n th hãm Uh ñ tri t tiêu hoàn toàn dòng quang ñi n không ph thu c vào A. t n s f c a ánh sáng chi u vào. B. công thoát c a electrôn kh i kim lo i ñó. C. ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn. D. cư ng ñ chùm sáng kích thích. Câu 17: Dòng quang ñi n bão hoà x y ra khi A. có bao nhiêu êlectrôn bay ra kh i cat t thì có b y nhiêu êlectrôn bay tr l i cat t. B. các electron có v n t c ban ñ u c c ñ i ñ u v anôt. C. s electrôn b t ra kh i cat t b ng s phôtôn ánh sáng chi u vào cat t. D. t t c các êlectrôn thoát ra kh i cat t trong m i giây ñ u v an t. Câu 18: ð ng năng ban ñ u c c ñ i c a quang electron khi thoát ra kh i kim lo i không ph thu c vào A. bư c sóng c a ánh sáng kích thích. B. công thoát c a electron kh i kim lo i ñó. C. cư ng ñ chùm sáng kích thích. D. c 3 ñi u trên. Câu 19: Trong ch t bán d n có hai lo i h t mang ñi n là A. electron và ion dương. B. ion dương và l tr ng mang ñi n âm. C. electron và các iôn âm. D. electron và l tr ng mang ñi n dương. Câu 20: Catot t bào quang ñi n b ng kim lo i cso công thoát 2,07eV. Chi u ánh sáng vào catot, chùm ánh sáng gây ra hi n tư ng quang ñi n khi A. là ánh sáng t ngo i. B. là ánh sáng h ng ngo i. C. là ánh sáng ñơn s c ñ . D. là ánh sáng có bư c sóng λ = 0,63 µ m. Câu 21: Chi u l n lư t các b c x có t n s f1 và f2 vào cat t c a m t t bào quang ñi n, sau ñó dùng các hi u ñi n th hãm có ñ l n l n lư t là U1 và U2 ñ tri t tiêu các dòng quang B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 4 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ñi n. H ng s Plăng có th tính t bi u th c nào trong các bi u th c sau ? A. h = e( U 2 − U 1 ) e( U 1 − U 2 ) e( U 2 − U 1 ) e( U 1 − U 2 ) . B. h = . C. h = . D. h = . f 2 − f1 f 2 − f1 f1 − f 2 f1 + f 2 Câu 22: Trong hi n tư ng quang ñi n, năng lư ng c a các electron quang ñi n phát ra A. l n hơn năng lư ng c a phôtôn chi u t i. B. nh hơn năng lư ng c a phôtôn chi u t i. C. b ng năng lư ng c a phôtôn chi u t i. D. t l v i cư ng ñ ánh sáng chi u t i. Câu 23: Ánh sáng ñơn s c có t n s f1 chi u t i t bào quang ñi n thì hi u ñi n th hãm là U1. N u chi u ánh sáng có t n s f2 thì hi u ñi n th hãm là B. U1 + (f2 + f1)h/e. A. U1 – (f2 – f1)h/e. D. U1 +(f2 – f1)h/e. C. U1 – (f2 + f1)h/e. Câu 24: Ch n câu ñúng. Khi hi n tư ng quang ñi n x y ra, n u gi nguyên bư c sóng ánh sáng kích thích và tăng cư ng ñ ánh sáng, ta có A. ñ ng năng ban ñ u c a các quang electron tăng lên. B. cư ng ñ dòng quang ñi n bão hào tăng. C. các quang electron ñ n anod v i v n t c tăng. D. hi u ñi n th hãm tăng. Câu 25: Ch n câu ñúng. Công thoát c a electron c a kim lo i là A. năng lư ng t i thi u ñ ion hoá nguyên t kim lo i. B. năng lư ng t i thi u ñ b t nguyên t ra kh i kim lo i. C. năng lư ng c n thi t ñ b t electron t ng K nguyên t kim lo i. D. năng lư ng c a phôtôn cung c p cho nguyên t kim lo i. Câu 26: Ch n phát bi u ñúng khi nói v pin quang ñi n. A. Pin quang ñi n là m t ngu n ñi n trong ñó quang năng bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. B. Pin quang ñi n là m t ngu n ñi n trong ñó nhi t năng bi n thành ñi n năng. C. Pin quang ñi n ho t ñ ng d a trên hi n tư ng c m ng ñi n t . D. C A, B, C ñ u ñúng. Câu 27: Khi ánh sáng truy n ñi, các lư ng t năng lư ng A. không thay ñ i, không ph thu c vào kho ng cách ngu n sáng xa hay g n. B. thay ñ i, ph thu c kho ng cách ngu n sáng xa hay g n. C. thay ñ i tuỳ theo ánh sáng truy n trong môi trư ng nào. D. không thay ñ i khi ánh sáng truy n trong chân không. Câu 28: Chi u b c x ñi n t có t n s f1 vào t m kim lo i làm b n các electron quang ñi n có v n t c ban ñ u c c ñ i là v1. N u chi u vào t m kim lo i ñó b c x ñi n t có t n s f2 thì v n t c c a electron ban ñ u c c ñ i là v2 = 2v1. Công thoát A c a kim lo i ñó tính theo f1 và f2 theo bi u th c là A. 4h . 3(f1 − f 2 ) Câu 29: Hi A. hi B. hi C. hi D. s n tư n tư n tư n tư truy B. h . 3(4f1 − f 2 ) C. 4h . (3f1 − f 2 ) D. h ( 4f 1 − f 2 ) . 3 ng quang d n là ng m t ch t phát quang khi b chi u b ng chùm electron. ng m t ch t b nóng lên khi chi u ánh sáng vào. ng gi m ñi n tr c a ch t bán d n khi chi u ánh sáng vào. n sóng ánh sáng b ng s i cáp quang. Câu 30: Kh ng ñ nh nào sau ñây v hi u ng quang ñi n phù h p v i tiên ñoán c a lí thuy t c ñi n ? B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 5 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. ð i v i m i kim lo i, không ph i ánh sáng có bư c sóng nào cũng gây ra hi u ng quang ñi n. B. S electron quang ñi n ñư c gi i phóng trong m t giây t l v i cư ng ñ ánh sáng. C. ð ng năng ban ñ u c c ñ i c a các electron quang ñi n không ph thu c vào cư ng ñ ánh sáng. D. Không có electron nào ñư c gi i phóng n u ánh sáng có t n s nh hơn m t giá tr nào ñó, b t k cư ng ñ ánh sáng b ng bao nhiêu. Câu 31: ð ng năng ban ñ u c c ñ i c a quang electron không ph thu c vào A. t n s c a ánh sáng kích thích. B. b n ch t c a kim lo i. C. bư c sóng c a ánh sáng kích thích. D. cư ng ñ c a ánh sáng kích thích. Câu 32: Khi các phôtôn có năng lư ng hf chi u vào m t t m nhôm(công thoát là A), các electron quang ñi n phóng ra có ñ ng năng c c ñ i là Wo. N u t n s c a b c x chi u t i tăng g p ñôi, thì ñ ng năng c c ñ i c a các electron quang ñi n là A. W0 + hf. B. W0 + A. C. 2W0. D. W0. Câu 33: Hi n tư ng quang d n là hi n tư ng A. ñi n tr c a m t ch t bán d n tăng khi ñư c chi u sáng. B. ñi n tr c a m t kim lo i gi m khi ñư c chi u sáng. C. ñi n tr c a m t ch t bán d n gi m khi ñư c chi u sáng. D. truy n d n ánh sáng theo các s i quang u n cong m t cách b t kì. Câu 34: Theo ñ nh nghĩa, hi n tư ng quang ñi n trong là A. hi n tư ng quang ñi n x y ra bên trong m t kh i kim lo i. B. hi n tư ng quang ñi n x y ra bên trong m t kh i ñi n môi. C. nguyên nhân sinh ra hi n tư ng quang d n. D. s gi i phóng các electron liên k t ñ chúng tr thành electron d n nh tác d ng c a m t b c x ñi n t . *VÀI CÂU TRONG ð THI ðH NH NG NĂM G N ðÂY Câu 35(09): Pin quang ñi n là ngu n ñi n, trong ñó A. hóa năng ñư c bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. B. quang năng ñư c bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. C. cơ năng ñư c bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. D. nhi t năng ñư c bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. Câu 36(09): Khi nói v thuy t lư ng t ánh sáng, phát bi u nào sau ñây là ñúng ? A. Năng lư ng phôtôn càng nh khi cư ng ñ chùm ánh sáng càng nh . B. Phôtôn có th chuy n ñ ng hay ñ ng yên tùy thu c vào ngu n sáng chuy n ñ ng hay ñ ng yên. C. Năng lư ng c a phôtôn càng l n khi t n s c a ánh sáng ng v i phôtôn ñó càng nh . D. Ánh sáng ñư c t o b i các h t g i là phôtôn. Câu 37(08): Khi có hi n tư ng quang ñi n x y ra trong t bào quang ñi n, phát bi u nào sau ñâu là sai ? A. Gi nguyên chùm sáng kích thích, thay ñ i kim lo i làm cat t thì ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn (êlectron) quang ñi n thay ñ i. B. Gi nguyên cư ng ñ chùm sáng kích thích và kim lo i dùng làm cat t, gi m t n s c a ánh sáng kích thích thì ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn (êlectron) quang ñi n gi m. C. Gi nguyên t n s c a ánh sáng kích thích và kim lo i làm cat t, tăng cư ng ñ chùm sáng kích thích thì ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn (êlectron) quang ñi n tăng. D. Gi nguyên cư ng ñ chùm sáng kích thích và kim lo i dùng làm cat t, gi m bư c sóng c a ánh sáng kích thích thì ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn (êlectron) quang ñi n tăng. Câu 3(07): M t chùm ánh sáng ñơn s c tác d ng lên b m t m t kim lo i và làm b t các êlectrôn (êlectron) ra kh i kim lo i này. N u tăng cư ng ñ chùm sáng ñó lên ba l n thì A. ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn quang ñi n tăng chín l n. B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 6 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] B. công thoát c a êlectrôn gi m ba l n. C. ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a êlectrôn quang ñi n tăng ba l n. D. s lư ng êlectrôn thoát ra kh i b m t kim lo i ñó trong m i giây tăng ba l n. Câu 10(07): Phát bi u nào là sai ? A. Nguyên t c ho t ñ ng c a t t c các t bào quang ñi n ñ u d a trên hi n tư ng quang d n. B. ði n tr c a quang tr gi m m nh khi có ánh sáng thích h p chi u vào. C. Có m t s t bào quang ñi n ho t ñ ng khi ñư c kích thích b ng ánh sáng nhìn th y. D. Trong pin quang ñi n, quang năng bi n ñ i tr c ti p thành ñi n năng. Câu 6(08): Khi chi u l n lư t hai b c x có t n s là f1, f2 (v i f1 < f2) vào m t qu c u kim lo i ñ t cô l p thì ñ u x y ra hi n tư ng quang ñi n v i ñi n th c c ñ i c a các qu c u l n lư t là V1, V2. N u chi u ñ ng th i hai b c x trên vào qu c u này thì ñi n th c c ñ i c a nó là A. (V1 + V2). B. V1 − V2 . C. V2. D. V1. Câu 25(09): Công thoát êlectron c a m t kim lo i là 7,64.10-19J. Chi u l n lư t vào b m t t m kim lo i này các b c x có bư c sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm. L y h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s. B c x nào gây ñư c hi n tư ng quang ñi n ñ i v i kim lo i ñó? A. Hai b c x ( λ1 và λ2 ). B. Không có b c x nào trong ba b c x trên. C. C ba b c x ( λ1 λ2 và λ3 ). D. Ch có b c x λ1 . “Thi u t tin là nguyên nhân c a ph n l n nh ng th t b i ” ðÁP ÁN 32 1B 11 D 21A 31 D 2D 12 D 22 B 32 A 3C 13 C 23 D 33 C 4C 14 C 24 B 34 D 5B 15 B 25 A 35 B 6A 16 D 26 A 36 D 7C 17 D 27 A 37 C 8D 18 C 28 D 3(07) D 9B 19 D 29 C 10(07) A 10 D 20 A 30 B 6(08) C 25(09) A B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 32 7 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] HI N TƯ NG QUANG ðI N – S 33 2 H và tên h c sinh :…………………………………Trư ng:THPT……………………………… I.KI N TH C CHUNG : * Phương trình Einstein: a. Gi i h n quang ñi n: λ0 = hc ; 1eV = 1,6.10 −19 J A( J) 1 2 2 b. ð ng năng: W0 ñM = mv0 M (J) c. Phương trình Einstein: ε = A + W0 ñM hay ε = 1 2 + mv0 M λ0 2 hc hay ε = hf = 2 mv0 M ax hc = A+ λ 2 Chú ý: Phương trình Einstein gi i thích ñ nh lu t 1; ñ nh lu t 3; thuy t lư ng t gi i thích ñ nh lu t 2. *. ði u ki n ñ tri t tiêu hoàn toàn dòng quang ñi n: Iqñ = 0 ⇔ W0 ñM = eUh ; U h > 0 *. Dòng quang ñi n bão hòa: Ibh = n1.e I bh = I ∆t n∆ q ⇒ n = bh ∆t ∆q : S electron b t ra trong th i gian ∆t. ( Trong ñó n1 là s e b t ra trong 1giây) * Năng lư ng chùm photon: E = Nε ⇒ N = * Công su t b c x c a ngu n: P = E ε : S photon ñ p vào E hc = Nε . (W ) ∆t λ . Nε là s phôtôn ñ n K trong 1 giây. n .100% N ∆Wñ = Wñ − W0 ñ ur * ð nh lí ñ ng năng: ∆Wñ = AF vôùi  ur  AF = Fs cos α * Hi u su t lư ng t : H = * Xét v t cô l p v ñi n, có ñi n th c c ñ i VMax và kho ng cách c c ñ i dMax mà electron chuy n ñ ng trong ñi n trư ng c n có cư ng ñ E ñư c tính theo công th c: 1 2 eVMax = mv0 Max = eEd Max 2 * V i U là hi u ñi n th gi a an t và cat t, vA là v n t c c c ñ i c a electron khi ñ p vào an t, vK = v0Max là v n t c ban ñ u c c ñ i c a electron khi r i cat t thì: 1 2 1 2 eU = mvA − mvK 2 2  hc ε X = hfX = λX Năng lư ng tia X :  ε = ∆W = eU ñ AK  X Bư c sóng nh nh t c a tia Rơnghen: λMin = hc Wñ 2 mv0 mv 2 Trong ñó ¦Wñ = = eU AK + là ñ ng năng c a electron khi ñ p vào ñ i cat t (ñ i âm 2 2 c c) 1 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] U là hi u ñi n th gi a an t và cat t v là v n t c electron khi ñ p vào ñ i cat t v0 là v n t c c a electron khi r i cat t (thư ng v0 = 0) m = 9,1.10-31 kg là kh i lư ng electron. * Bán kính qu ñ o c a electron khi chuy n ñ ng v i v n t c v trong t trư ng ñ u B R= mv , α = (v,B) eB sin α Xét electron v a r i kh i cat t thì v = v0Max Khi v ⊥ B ⇒ sin α = 1 ⇒ R = mv eB Lưu ý: Hi n tư ng quang ñi n x y ra khi ñư c chi u ñ ng th i nhi u b c x thì khi tính các ñ i lư ng: V n t c ban ñ u c c ñ i v0Max, hi u ñi n th hãm Uh, ñi n th c c ñ i VMax, … ñ u ñư c tính ng v i b c x có λMin (ho c fMax). r r * Bán kính qu ñ o khi electron quang ñi n chuy n ñ ng trong ñi n trư ng ñ u có E ⊥ v .: mv 2 R= eE II. CÁC D NG BÀI T P VD1. Công thoát electron kh i ñ ng là 4,57 eV. Chi u b c x có bư c sóng λ = 0,14 µm vào m t qu c u b ng ñ ng ñ t xa các v t khác. Tính gi i h n quang ñi n c a ñ ng và ñi n th c c ñ i mà qu c u ñ ng tích ñư c. hc 6,625.10 −34.3.108 = HD: Ta có: λ0 = = 0,27.10-6 m; A 4,57.1,6.10 −19 Wñ0 = hc λ - A = 6,88.10-19 J; Vmax = Wd 0 e = 4,3 V. VD2. Công thoát electron kh i k m là 4,25 eV. Chi u vào m t t m k m ñ t cô l p v ñi n m t chùm b c x ñi n t ñơn s c thì th y t m k m tích ñư c ñi n tích c c ñ i là 3 V. Tính bư c sóng và t n s c a chùm b c x . hc HD : Ta có: Wñ0max = eVmax = 3 eV; λ = = 0,274.10- 6 m; A+ Wd 0max c => f = = 1,1.1014 Hz. λ VD3. Chi u chùm b c x ñi n t có t n s f = 5,76.1014 Hz vào m t mi ng kim lo i thì các quang electron có v n t c ban ñ u c c ñ i là v = 0,4.106 m/s. Tính công thoát electron và bư c sóng gi i h n quang ñi n c a kim lo i ñó. 1 2 HD: Ta có: A = hf - mv 0 = 3,088.10-19 J 2 hc = 0,64.10-6 m. => λ0 = A VD4. Công thoát electron kh i kim lo i natri là 2,48 eV. M t t bào quang ñi n có catôt làm b ng natri, khi ñư c chi u sáng b ng chùm b c x có bư c sóng 0,36 µm thì2 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] cho m t dòng quang ñi n có cư ng ñ b o hòa là 3 µA. Tính v n t c ban ñ u c c ñ i c a electron quang ñi n và s electron b t ra kh i catôt trong 1 giây. 2Wd 0 hc HD Ta có: Wñ0 = - A = 1,55.10-19 J; v0 = = 0,58.106 m/s; λ ne = m I bh = 1,875.1013. e VD5. Chi u m t b c x ñi n t có bư c sóng λ vào catôt c a m t t bào quang ñi n. Bi t công thoát electron c a kim lo i làm catôt là 3 eV và các electron b n ra v i v n t c ban ñ u c c ñ i là 7.105 m/s. Xác ñ nh bư c sóng c a b c x ñi n t ñó và cho bi t b c x ñi n t ñó thu c vùng nào trong thang sóng ñi n t . HD: Ta có: λ = hc = 0,215.10-6 m > λð => b c x ñó thu c vùng t ngo i. 1 2 A + mv 0 2 VD6. Chi u b c x có bư c sóng λ = 0,438 µm vào catôt c a m t t bào quang ñi n. Bi t kim lo i làm catôt c a t bào quang ñi n có gi i h n quang ñi n là λ0 = 0,62 µm. Tìm ñi n áp hãm làm tri t tiêu dòng quang ñi n. hc hc HD: Ta có: Wñ0 = = 1,33.10-19 J; λ Uh = - λ0 Wd 0 = - 0,83 V. e VD7. Chi u b c x có bư c sóng 0,405 µm vào m t t m kim lo i thì các quang electron có v n t c ban ñ u c c ñ i là v1. Thay b c x khác có t n s 16.1014 Hz thì v n t c ban ñ u c c ñ i c a các quang electron là v2 = 2v1. Tìm công thoát electron c a kim lo i. c HD: Ta có: f1 = = 7,4.1014 Hz; λ1 1 2 mv 1 = hf1 – A; 2 1 1 2 mv 2 = 4 mv 1 = hf2 – A 2 2 2 hf 2 − A 4hf1 − hf 2 => A = = 3.10-19 J. => 4 = hf 1 − A 3 3 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] VD8. M t t bào quang ñi n có catôt làm b ng asen có công thoát electron b ng 5,15 eV. Chi u chùm sáng ñơn s c có bư c sóng 0,20 µm vào catôt c a t bào quang ñi n thì th y cư ng ñ dòng quang ñi n b o hòa là 4,5 µA. Bi t công su t chùm b c x là 3 mW. Xác ñ nh v n t c c c ñ i c a electron khi nó v a b b t ra kh i catôt và hi u su t lư ng t . HD Ta có: Wñ0 = ne = hc λ - A = 1,7.10-19 J; v0 = P Pλ Ibh = 2,8.1013; nλ = hc = hc = 3.1015 e λ 2Wd 0 = 0,6.106 m/s. m n H = e = 9,3.10-3 = 0,93%. nλ VD9. Chi u b c x có bư c sóng λ = 0,4 µm vào catôt c a m t t bào quang ñi n. Bi t công thoát electron c a kim lo i làm catôt là A = 2 eV, ñi n áp gi a anôt và catôt là UAK = 5 V. Tính ñ ng năng c c ñ i c a các quang electron khi t i anôt. hc HD: Ta có: Wñ0 = - A = 8,17.10-19 J; λ Wñmax = Wñ0 + |e|UAK = 16,17.10-19 J = 10,1 eV. VD10: ðH 2011: M t ch t phát quang ñư c kích thích b ng ánh sáng có bư c sóng 0,26 µm thì phát ra ánh sáng có bư c sóng 0,52 µm. Gi s công su t c a chùm sáng phát quang b ng 20% công su t c a chùm sáng kích thích. T s gi a s phôtôn ánh sáng phát quang và s phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng m t kho ng th i gian là A. 4 . 5 1 1 2 . C. . D. . 10 5 5 P ' N 'ε ' N ' λ N' λ' 2 HD: = = = 0, 2 → = 0, 2 = 0, 2.2 = P Nε Nλ ' N λ 5 B. III. ð TR C NGHI M T NG H P Câu 1: Chi u b c x có bư c sóng λ = 0,552 µ m vào cat t m t t bào quang ñi n, dòng quang ñi n bão hoà có cư ng ñ là Ibh = 2m A. Công su t c a ngu n sáng chi u vào cat t là P = 1,20W. Hi u su t lư ng t b ng B. 0,375%. C. 0,550%. D. 0,425%. A. 0,650%. Câu 2: Công su t c a ngu n sáng là P = 2,5W. Bi t ngu n phát ra ánh sáng có bư c sóng 0,3 µ m. S h t phôtôn t i cat t trong m t ñơn v th i gian b ng A. 38.1017. B. 46.1017. C. 58.1017. D. 68.1017. Câu 3: Kim lo i làm cat t m t t bào quang ñi n có công thoát electron là A = 2,2eV. Chi u vào t bào quang ñi n b c x λ = 0,44 µ m. V n t c ban ñ u c c ñ i c a quang electron có giá tr b ng A. 0,468.10-7m/s. B. 0,468.105m/s. C. 0,468.106m/s. D. 0,468.109m/s. Câu 4: Chi u l n lư t 2 b c x có bư c sóng λ1 = 400nm và λ 2 = 0,250 µ m vào cat t m t t bào quang ñi n thì th y v n t c ban ñ u c c ñ i c a quang electron g p ñôi nhau. Công thoát c a electron nh n giá b ng A. 3,975.10-19eV. B. 3,975.10-13J. C. 3,975.10-19J. D. 3,975.10-16J. 4 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 5: Cat t c a m t t bào quang ñi n có công thoát electron b ng 4eV. Chi u ñ n TBQð ánh sáng có bư c sóng 2600A0. Gi i h n quang ñi n c a kim lo i dùng làm cat t là A. 3105A0. B. 5214A0. C. 4969A0. D. 4028A0. Câu 6: Chi u m t chùm b c x có bư c sóng λ = 0,56 µ m vào cat t m t t bào quang ñi n. Bi t Ibh = 2mA. S electron quang ñi n thoát kh i catôt trong m i phút là bao nhiêu ? A. 7,5.1017 h t. B. 7,5.1019 h t. C. 7,5.1013 h t. D. 7,5.1015 h t. Câu 7: Khi chi u b c x có t n s f = 2,538.1015Hz vào kim lo i dùng cat t t bào quang ñi n thì các electron b n ra ñ u b gi l i b i hi u ñi n th hãm Uh = 8V. Gi i h n quang ñi n c a kim lo i y là A. 0,495 µ m. B. 0,695 µ m. C. 0,590 µ m.. D. 0,465 µ m. Câu 8: Chi u b c x ñơn s c có bư c sóng λ = 0,2 µ m vào m t t m kim lo i có công thoát electron là A = 6,62.10-19J. Elêctron b t ra t kim lo i bay vào m t mi n t trư ng ñ u có c m ng t B = 5.10-5T. Hư ng chuy n ñ ng c a electron quang ñi n vuông góc v i B . V n t c ban ñ u c c ñ i c a quang electron b t ra kh i catôt là A. 0,854.106m/s. B. 0,854.105m/s. C. 0,65.106m/s. D. 6,5.106m/s. Câu 9: Chi u b c x ñơn s c có bư c sóng λ = 0,2 µ m vào m t t m kim lo i có công thoát electron là A = 6,62.10-19J. Elêctron b t ra t kim lo i bay vào m t mi n t trư ng ñ u có c m ng t B = 5.10-5T. Hư ng chuy n ñ ng c a electron quang ñi n vuông góc v i B . Bán kính qu ñ o c a electron trong t trư ng là A. 0,97cm. B. 6,5cm. C. 7,5cm. D. 9,7cm. Câu 10: Công su t c a ngu n sáng có bư c sóng 0,3 µ m là 2,5W. Hi u su t lư ng t H = 1%. Cư ng ñ dòng quang ñi n bão hoà là B. 6mA. C. 0,6mA. D. 1,2A. A. 0,6A. Câu 11: Cat t c a m t t bào quang ñi n làm b ng vônfram. Bi t công thoát c a electron ñ i v i vônfram là 7,2.10-19J. Gi i h n quang ñi n c a vônfram là bao nhiêu ? A. 0,276 µ m. B. 0,375 µ m. C. 0,425 µ m. D. 0,475 µ m. Câu 12: Chi u ánh sáng có bư c sóng λ = 0,42 µ m vào catôt c a m t t bào quang ñi n thì ph i dùng hi u ñi n th hãm Uh = 0,96V ñ tri t tiêu dòng quang ñi n. Công thoát c a electron c a kim lo i làm cat t là A. 1,2eV. B. 1,5eV. C. 2eV. D. 3eV. Câu 13: M t ng n ñèn phát ra ánh sáng ñơn s c có bư c sóng λ = 0,5 µ m và có công su t b c x là 15,9W. Trong 1 giây s phôtôn do ng n ñèn phát ra là B.4.1020. C. 3.1020. D. 4.1019. A. 5.1020. Câu 14: Khi chi u hai ánh sáng có t n s f1 = 1015Hz và f2 = 1,5.1015Hz vào m t kim lo i làm cat t c a m t t bào quang ñi n, ngư i ta th y t s gi a các ñ ng năng ban ñ u c c ñ i c a các electron quang ñi n là b ng 3. T n s gi i h n c a kim lo i ñó là A. f0 = 1015Hz. B. f0 = 1,5.1015Hz. C. f0 = 5.1015Hz. D. f0 = 7,5.1014Hz. Câu 15: Chi u ngu n b c x ñi n t có bư c sóng λ = 0,5 µ m lên m t kim lo i dùng làm cat t c a t bào quang ñi n, ngư i ta thu ñư c cư ng ñ dòng quang ñi n bão hoà Ibh = 2mA, bi t hi u su t lư ng t H = 10%. Công su t b c x c a ngu n sáng là B. 49,7mW. C. 795mW. D. 7,95W. A. 7,95W. Câu 16: Chi u m t chùm b c x ñơn s c có bư c sóng 0,20 µ m vào m t qu c u b ng ñ ng, ñ t cô l p v ñi n. Gi i h n quang ñi n c a ñ ng là 0,30 µ m. ði n th c c ñ i mà qu c u ñ t ñư c so v i ñ t là 5 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. 1,34V. B. 2,07V. C. 3,12V. D. 4,26V. 15 -1 Câu 17: Khi chi u l n lư t các b c x có t n s f1 = 2,31.10 s và f2 = 4,73.1015s-1 vào m t t m kim lo i thì các quang electron b n ra ñ u b gi l i b i các hi u ñi n th hãm U1 = 6V và U2 = 16V. H ng s Planck có giá tr là A. 6,625.10-34J.s. B. 6,622.10-34J.s. C. 6,618.10-34J.s. D. 6,612.10-34J.s. Câu 18: Gi i h n quang ñi n chùm sáng có bư c sóng λ = 4000A0, bi t công thoát c a kim lo i làm catod là 2eV. Hi u ñi n th hãm có giá tr b ng A. Uh = 1,1V. B. Uh = 11V. C. Uh = - 1,1V. D. Uh = 1,1mV. Câu 19: Bi t trong 10s, s electron ñ n ñư c anod c a t bào quang ñi n 3.1016 và hi u su t lư ng t là 40%. Tìm s photon ñ p vào catod trong 1 phút ? A. 45.106. B. 4,5.1016. C. 45.1016. D. 4,5.106. Câu 20: Cho m t t bào quang ñi n làm b ng kim lo i có gi i h n quang ñi n là λ 0 = 0,35 µ m. Chi u vào catod ánh sáng t ngo i có bư c sóng λ = 0,30 µ m, bi t hi u ñi n th UAK = 100V. V n t c c a electron quang ñi n khi ñ n anod b ng A. 6000km/s. B. 6000m/s. C. 5000km/s. D. 600km/s. Câu 21: Chi u b c x có bư c song 2.103A0 vào m t t m kim lo i, các electron b n ra v i ñ ng năng ban ñ u c c ñ i 5eV. H i các b c x sau ñây chi u vào t m kim lo i ñó, b c x nào gây ra hi n tư ng quang ñi n ? A. λ = 103A0. B. λ = 15.103A0. C. λ = 45.103A0. D. λ = 76.103A0. Câu 22: Trong m t ng Rơnghen ngư i ta t o ra m t hi u ñi n th không ñ i U = 2,1.104V gi a hai c c. Trong 1 phút ngư i ta ñ m ñư c 6,3.1018 electron t i cat t. Cư ng ñ dòng quang ñi n qua ng Rơnghen là A. 16,8mA. B. 336mA. C. 504mA. D. 1000mA. Câu 23: Trong m t ng Rơnghen ngư i ta t o ra m t hi u ñi n th không ñ i U = 2,1.104V gi a hai c c. Coi ñ ng năng ban ñ u c a electron không ñáng k , ñ ng năng c a electron khi ñ n âm c c b ng B. 2,1.104eV. C. 4,2.104eV. D. 4,56.104eV. A. 1,05.104eV. Câu 24: Trong m t ng Rơnghen ngư i ta tao ra m t hi u ñi n th không ñ i U = 2,1.104V gi a hai c c. T n s c c ñ i mà ng Rơnghen có th phát ra là A. 5,07.1018Hz. B. 10,14.1018Hz. C. 15,21.1018Hz. D. 20,28.1018Hz. Câu 25: M t ng rơnghen phát ra b c x có bư c sóng ng n nh t là 6.10-11m. Hi u ñi n th c c ñ i gi a hai c c c a ng là A. 21kV. B. 2,1kV. C. 3,3kV. D. 33kV. Câu 26: Khi chi u b c x có bư c sóng λ vào b m t m t kim lo i thì hi u ñi n th hãm là 4,8(V). N u chính m t kim lo i ñó ñư c chi u b ng m t b c x có bư c sóng l n g p ñôi thì hi u ñi n th hãm là 1,6(V). Khi ñó gi i h n quang ñi n là B. 4 λ . C. 6 λ . D. 8 λ . A. 3 λ . Câu 27: B m t m t kim lo i có gi i h n quang ñi n là 600nm ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng 480nm thì các electron quang ñi n b n ra có v n t c ban ñ u c c ñ i là v(m/s).Cũng b m t ñó s phát ra các electron quang ñi n có v n t c ban ñ u c c ñ i là 2v(m/s), n u ñư c chi u b ng ánh sáng có bư c sóng A. 300nm. B. 360nm. C. 384nm. D. 400. 0 Câu 28: Ánh sáng có bư c sóng 4000A chi u vào kim lo i có công thoát 1,88eV. ð ng năng ban ñ u c c ñ i c a các electron quang ñi n là A. 1,96.10-19J. B. 12,5.10-21J. C. 19,6.10-19J. D. 19,6.10-21J. Câu 29: T n s l n nh t c a b c x X do ng Rơnghen phát ra là 6.1018Hz. Hi u ñi n th gi a ñ i cat t và cat t là A. 12kV. B. 18kV. C. 25kV. D. 30kV. 6 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Câu 30: Hi u ñi n th gi a ñ i cat t và cat t c a m t ng tia Rơnghen là 24kV. N u b qua ñ ng năng c a elctrron b t ra kh i cat t thì bư c sóng ng n nh t do ng tia Rơnghen này phát ra là B. 52pm. C. 2,8pm. D. 32pm. A. 5,2pm. Câu 31: Công thoát electron c a ñ ng là 4,47eV. Khi chi u b c x có bư c sóng λ vào qu c u b ng ñ ng ñ t cách li v i các v t khác thì th y qu c u tích ñi n ñ n ñi n th c c ñ i là 3,25V. Bư c sóng λ b ng A. 1,61 µm . B. 1,26 µm . C. 161nm. D. 126nm. Câu 32: Công thoát c a electron kh i b m t nhôm b ng 3,45eV. ð x y ra hi n tư ng quang ñi n nh t thi t ph i chi u vào b m t nhôm ánh sáng có bư c sóng tho mãn: D. λ = 0,36 µm . A. λ < 0,26 µm . B. λ ≤ 0,36 µm . C. λ >36 µm . Câu 33: ng Rơnghen phát ra tia X có bư c sóng nh nh t λ min = 5A0 khi hi u ñi n th ñ t vào hai c c c a ng là U = 2KV. ð tăng “ñ c ng” c a tia Rơnghen, ngư i ta cho hi u ñi n th gi a hai c c thay ñ i m t lư ng là ∆U = 500V. Bư c sóng nh nh t c a tia X lúc ñó b ng A. 10 A0. B. 4 A0. C. 3 A0. D. 5 A0. Câu 34: Chi u b c x có bư c sóng 533nm lên t m kim lo i có công thoát A = 3.10-19J. Dung màn ch n tách ra m t chùm h p các electron quang ñi n và cho bay vào t trư ng theo phương vuông góc v i ñư ng c m ng t . Bi t bán kính c c ñ i c a qu ñ o c a các electron quang ñi n là 22,75mm. ð l n c m ng t B c a t trư ng là A. 2,5.10-4T. B. 1,0.10-3T. C. 1,0.10-4T. D. 2,5.10-3T. Câu 35: M t ngu n phát ánh sáng ñơn s c có bư c sóng λ = 0,45 µ m chi u vào cat t c a m t t bào quang ñi n. Công thoát c a kim lo i làm cat t A = 2,25eV. V n t c c c ñ i c a các quang electron b t ra kh i cat t là A. 421.105m/s. B. 42,1.105m/s. C. 4,21.105m/s. D. 0,421.105m/s. Câu 36: Bư c sóng nh nh t c a các tia X ñư c phát ra b i các electron tăng t c qua hi u ñi n th U trong ng Rơnghen t l thu n v i B. U2. C. 1/ U . D. 1/U. A. U . Câu 37: Ch n câu tr l i ñúng. Gi i h n quang ñi n c a Natri là 0,5 µ m. Công thoát c a K m l n hơn c a Natri là 1,4 l n. Gi i h n quang ñi n c a k m là A. 0,7 µ m. B. 0,36 µ m. C. 0,9 µ m. D. 0,63 µ m. Câu 38: Ch n câu tr l i ñúng. Khi chi u ánh sáng có bư c sóng 0,3 µ m lên t m kim lo i hi n tư ng quang ñi n x y ra. ð tri t tiêu hoàn toàn dòng quang ñi n ph i ñ t hi u ñi n th hãm Uh = 1,4V. Bư c sóng gi i h n quang ñi n c a kim lo i này là A. 0,753 µ m. B. 0,653 µ m. C. 0,553 µ m. D. 0,453 µ m. Câu 39: L n lư t chi u hai b c x có bư c sóng λ1 = 0,405µm , λ 2 = 0,436µm vào b m t c a m t t m kim lo i và ño hi u ñi n th hãm tương ng Uh1 = 1,15V; Uh2 = 0,93V. Công thoát c a kim lo i ñó b ng C. 1,92eV. D. 2,19eV. A. 19,2eV. B. 1,92J. Câu 40: Chi u b c x có bư c sóng 0,35 µm vào m t kim lo i, các electron quang ñi n b n ra ñ u b gi l i b i m t hi u ñi n th hãm. Khi thay chùm b c x có bư c sóng gi m 0,05 µm thì hi u ñi n th hãm tăng thêm 0,59V. ði n tích c a electron quang ñi n có ñ l n b ng A. 1,600.1019C. B. 1,600.10-19C. C. 1,620.10-19C. D. 1,604.10-19C. Câu 41: Khi chi u m t chùm ánh sáng vào m t kim lo i thì có hi n tư ng quang ñi n x y ra. N u dùng hi u ñi n th hãm b ng 3V thì các electron quang ñi n b gi l i không bay sang 7 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] anot ñư c. Cho bi t gi i h n quang ñi n c a kim lo i ñó b ng 0,5 µm . T n s c a chùm sáng chi u t i kim lo i b ng A. 13,245.1014Hz. B. 13,245.1015Hz. C. 12,245.1014Hz. D. 14,245.1014Hz. Câu 42(08): Khi chi u l n lư t hai b c x có t n s là f1, f2 (v i f1 < f2) vào m t qu c u kim lo i ñ t cô l p thì ñ u x y ra hi n tư ng quang ñi n v i ñi n th c c ñ i c a các qu c u l n lư t là V1, V2. N u chi u ñ ng th i hai b c x trên vào qu c u này thì ñi n th c c ñ i c a nó là A. (V1 + V2). B. V1 − V2 . C. V2. D. V1. -19 Câu 43(09): Công thoát êlectron c a m t kim lo i là 7,64.10 J. Chi u l n lư t vào b m t t m kim lo i này các b c x có bư c sóng là λ1 = 0,18 µm, λ2 = 0,21 µm và λ3 = 0,35 µm. L y h=6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s. B c x nào gây ñư c hi n tư ng quang ñi n ñ i v i kim lo i ñó ? A. Hai b c x ( λ1 và λ2 ). B. Không có b c x nào trong ba b c x trên. D. Ch có b c x λ1 . C. C ba b c x ( λ1 λ2 và λ3 ). Câu 44(07): Hi u ñi n th gi a an t và cat t c a m t ng Rơnghen là 18,75 kV. Bi t ñ l n ñi n tích êlectrôn (êlectron), v n t c ánh sáng trong chân không và h ng s Plăng l n lư t là 1,6.10-19 C, 3.108 m/s và 6,625.10-34 J.s. B qua ñ ng năng ban ñ u c a êlectrôn. Bư c sóng nh nh t c a tia Rơnghen do ng phát ra là A. 0,4625.10-9 m. B. 0,5625. 10-10 m. C. 0,6625. 10-9 m. D. 0,6625. 10-10 m. Câu 45(08): Hi u ñi n th gi a an t và cat t c a m t ng Rơnghen là U = 25 kV. Coi v n t c ban ñ u c a chùm êlectrôn (êlectron) phát ra t cat t b ng không. Bi t h ng s Plăng -19 h = 6,625.10 −34 ( J .s ) , ñi n tích nguyên t b ng 1,6.10 (C). T n s l n nh t c a tia Rơnghen do ng này có th phát ra là A. 60,380.1018(Hz). B. 6,038 .1015(Hz). C. 60,380.1015(Hz). D. 6,038.1018(Hz). Câu 46: M t ng tia X phát ra b c x có bư c sóng nh nh t là 0,5A0, cư ng ñ dòng ñi n qua ng là 10mA. Ngư i ta làm ngu i ñ i catôt b ng m t dòng nư c ch y qua ñ i catôt mà nhi t ñ lúc ra kh i ñ i catôt l n hơn nhi t ñ lúc vào là 400C. Cho nhi t dung riêng c a kim lo i làm ñ i âm c c là C = 4200( J / kg.K ) . Trong m t phút kh i lư ng nư c ch y qua ñ i catôt b ng A. 0,887kg. B. 0,0887g. C. 0,0887kg. D. 0,1887kg. M t ng tia X phát ra b c x có bư c sóng nh nh t là 0,5ê 0, cư ng ñ dòng ñi n qua ng là 10mA. Tr l i các câu h i t 42 ñ n 46 Câu 47: Năng lư ng phôtôn tia X b ng A. 3,975.10-13J. B. 3,975.10-14J. C. 3,975.10-15J. D. 3,975.10-16J. Câu 48: Hi u ñi n th ñ t vào gi a hai c c c a ng tia X b ng A. 2,484.104V. B. 2,484.105V. C. 2,484.106V. D. 2,584.104V. Câu 49: V n t c c a electron khi ñ p vào ñ i catôt b ng A. 9,65.107m/s. B. 6,35.107m/s. C. 9,35.106m/s. D. 9,35.107m/s. Câu 50: S electron ñ p vào ñ i catôt trong 1 phút b ng A. 37,5.1015. B. 37,5.1017. C. 37,5.1018. D. 33,5.1017. “C n h c ñ hi u ñư c nh ng m c ñích, nh ng o tư ng và ñau ñ n c a con ngư i” A.Einstein ðÁP ÁN 33 1B 11 A 2A 12 C 3C 13 D 4C 14 D 5A 15 B 6A 16 B 7A 17 D 8A 18 A 9D 19 C 10 B 20 A 8 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 21 A 31 C 41 A 22 A 32 B 42 C 23 B 33 B 43 A Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 24 A 34 C 44 D 25 A 35 C 45 D 26 B 36 D 46 C 27 A 37 B 47 C 28 A 38 D 48 A 29 C 39 C 49 D 30 B 40 D 50 B 9 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 33 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] M U NGUYÊN T 34 BO. QUANG PH NGUYÊN T HYDRO H và tên h c sinh :…………………………Trư ng:THPT………………………………… I. KI N TH C CHUNG: * M U NGUYÊN T BOHR 1. Tiên ñ Bohr: a. Tiên ñ 1: Nguyên t ch t n t i nh ng tr ng thái có năng lư ng hoàn toàn xác ñ nh g i là tr ng thái d ng. tr ng thái d ng nguyên t không b c x năng lư ng. b. Tiên ñ 2: Nguyên t thái thái có m c năng lư ng Em cao hơn khi chuy n v tr ng thái d ng có m c năng lư ng En th p hơn s gi i phóng m t Em nh n hc phát = Em − En và ngư c l i. năng lư ng ε mn = hfmn = phôtôn phôtôn λmn hfmn hfmn En c. H qu : nh ng tr ng thái d ng các electron trong nguyên t ch chuy n ñ ng trên qu ñ o có bán kính hoàn toàn xác ñ nh g i là qu ñ o d ng: Em > En 2 0 rn = n r0 ; vôùi r0 = 0,53 A . Chú ý: Trong nguyên t Hiñrô, tr ng thái d ng là tr ng thái có m c năng lư ng th p nh t ( ng v i qu ñ o K), các tr ng thái có m c năng lư ng cao hơn g i là tr ng thái kích thích (th i gian t n t i 10−8 s ). Nguyên t (electron) ch h p th ho c b c x năng lư ng ñúng b ng hi u năng lư ng gi a hai m c. tr ng thái d ng: En = − 2. Năng lư ng 3. Bư c sóng: hay: 1 λ = RH ( hc λ = Em − En = 13,6.( 13,6 (eV ); E0 = 13,6 eV n2 1 1 − 2 ).1,6.10 −19 (J) 2 n m 1 1 − 2 ) ,vôùi RH = 1,09.10 7 m−1 : Haèng soá Ritber 2 n m 4. Quang ph nguyên t Hiñrô: P O Các electron tr ng thái kích thích t n t i N kho ng 10 −8 s nên gi i phóng năng lư ng dư i d ng phôtôn ñ tr v các tr ng thái có m c năng M lư ng th p hơn. a. Dãy Lynam: Các electron chuy n t tr ng thái có m c năng lư ng cao hơn v tr ng thái có m c L năng lư ng ng v i qu ñ o K (thu c vùng t ngo i). b. Dãy Balmer: Các electron chuy n t tr ng thái có m c năng lư ng cao hơn v tr ng thái có m c năng lư ng ng v i qu ñ o L (thu c vùng t K ngo i và vùng nhìn th y). Laiman c. Dãy Paschen: Các electron chuy n t tr ng thái có m c năng lư ng cao hơn v tr ng thái có m c năng lư ng ng v i qu ñ o M (thu c vùng h ng ngo i). B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T n=6 n=5 n=4 n=3 Pasen n=2 Hδ Hγ Hβ Hα Banme n=1 1 ÁNH SÁNG - ð s 34 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] Chú ý: Bư c sóng càng ng n năng lư ng càng l n. Lưu ý: V ch dài nh t λLK khi e chuy n t L → K V ch ng n nh t λ∞K khi e chuy n t ∞ → K. - Dãy Banme: M t ph n n m trong vùng t ngo i, m t ph n n m trong vùng ánh sáng nhìn th y ng v i e chuy n t qu ñ o bên ngoài v qu ñ o L Vùng ánh sáng nhìn th y có 4 v ch: + V ch ñ Hα ng v i e: M → L + V ch lam Hβ ng v i e: N → L + V ch chàm Hγ ng v i e: O → L + V ch tím Hδ ng v i e: P → L Lưu ý: V ch dài nh t λML (V ch ñ Hα ) V ch ng n nh t λ∞L khi e chuy n t ∞ → L. - Dãy Pasen: N m trong vùng h ng ngo i ng v i e chuy n t qu ñ o bên ngoài v qu ñ o M Lưu ý: V ch dài nh t λNM khi e chuy n t N → M. V ch ng n nh t λ∞M khi e chuy n t ∞ → M. M i liên h gi a các bư c sóng và t n s c a các v ch quang ph c a nguyên t hiñrô: 1 1 1 và f13 = f12 +f23 (như c ng véctơ) = + λ 13 λ 12 λ 23 II. CÁC D NG BÀI T P VD1: ðH 2011: Khi êlectron ñ nh b i công th c En = qu ñ o d ng th n thì năng lư ng c a nguyên t hiñrô ñư c xác −13, 6 (eV) (v i n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên t hiñrô chuy n n2 t qu ñ o d ng n = 3 v qu ñ o d ng n = 1 thì nguyên t phát ra phôtôn có bư c sóng λ1. Khi êlectron chuy n t qu ñ o d ng n = 5 v qu ñ o d ng n = 2 thì nguyên t phát ra phôtôn có bư c sóng λ2. M i liên h gi a hai bư c sóng λ1 và λ2 là A. 27λ2 = 128λ1. B. λ2 = 5λ1. C. 189λ2 = 800λ1. D. λ2 = 4λ1. HD:  hc 1   λ = −13, 6  32 − 1    λ 189  1 → 1 = ðáp án C  hc  1 1  λ2 800  = −13, 6  2− 2  λ2 5 2   VD2:ðH 2011: Trong nguyên t hiñrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11m. m t tr ng thái kích thích c a nguyên t hiñrô, êlectron chuy n ñ ng trên qu ñ o d ng có bán kính là r = 2,12.10-10m. Qu ñ o ñó có tên g i là qu ñ o d ng A. L. B. O. C. N. D. M. 2,12.1010 HD: rn = n r0 → n = = 4 → n = 2 . Tên qu ñ o là L 5,3.1011 2 2 VD3. Bư c sóng c a v ch quang ph ñ u tiên trong dãy Laiman là λ0 = 122 nm, c a hai v ch Hα và Hβ trong dãy Banme l n lư t là λ1 = 656nm và λ2 = 486 nm. Hãy tính bư c sóng c a v ch quang ph th hai trong dãy Laiman và v ch ñ u tiên trong dãy Pasen. HƯ NG D N B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ 2 LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 34 - ðT: 01689.996.187 HD: Ta có: hc λ43 hc λ31 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] = E3 - E1 = E3 - E2 + E2 - E1 = = E4 - E3 = E4 - E2 + E2 - E3 = hc hc - λ2 λ1 hc hc + λ1 λ0 λ43 = λ31 = λ0 λ1 = 103 nm; λ0 + λ1 λ1λ 2 = 1875 nm. λ1 − λ 2 VD4: Trong quang ph v ch c a nguyên t hiñrô, v ch ng v i bư c sóng dài nh t trong dãy Laiman là λ1 = 0,1216 µm và v ch ng v i s chuy n c a electron t qu ñ o M v qu ñ o K có bư c sóng λ2 = 0,1026 µm. Hãy tính bư c sóng dài nh t λ3 trong dãy Banme. HD: Ta có: hc λ3 hc hc = EM - EL = EM - EK + EK - EL = - λ2 λ1 λ1λ2 λ3 = λ1 − λ2 = 0,6566 µm. VD5. Các m c năng lư ng c a nguyên t hiñrô tr ng thái d ng ñư c xác ñ nh b ng 13,6 công th c: En = - 2 eV v i n là s nguyên; n = 1 ng v i m c cơ b n K; n = 2, 3, … n ng v i các m c kích thích L, M, … a) Tính năng lư ng (ñơn v Jun) ñ iôn hoá c a nguyên t hiñrô. b) Tính ra mét bư c sóng c a v ch ñ Hα trong dãy Banme. HD: 3. a) ð ion hóa nguyên t hiñrô thì ph i cung c p cho nó m t năng lư ng ñ electron nh y t qu ñ o K (n = 1) ra kh i m i liên k t v i h t nhân (n = ∞). 13,6.1,6.10−19 ) = 21,76.10-19 J. Do ñó ∆E = E∞ - E1 = 0 - (2 1 hc 13,6.1,6.10−19 13,6.1,6.10−19 = E3 – E2 = - () b) Ta có: λ32 32 22 36hc -6 λ32 = −19 = 0.658.10 m. 5.13,6.1,6.10 VD6 Khi êlectron qu ñ o d ng th n thì năng lư ng c a nguyên t hiñrô ñư c tính 13,6 theo công th c En = - 2 (eV) (n = 1, 2, 3,…). Tính bư c sóng c a b c x do nguyên t n hiñrô phát ra khi êlectron trong nguyên t hiñrô chuy n t qu ñ o d ng n = 3 sang qu ñ o d ng n = 2. 13,6 13,6 HD Ta có: E3 = - 2 eV = - 1,511 eV; E2 = - 2 eV = - 3,400 eV; 3 2 E3 - E2 = hc λ32 λ32 = hc = 6,576.10-7 m = 0,6576 µm. E3 − E2 VD7 Năng lư ng c a các tr ng thái d ng trong nguyên t hiñrô l n lư t là 3 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 34 - ðT: 01689.996.187 Di n ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] EK = -13,60 eV; EL = -3,40 eV; EM = -1,51 eV; EN = -0,85 eV; EO = -0,54 eV. Hãy tìm bư c sóng c a các b c x t ngo i do nguyên t hiñrô phát ra. HD: hc hc Ta có: λLK = = 0,1218.10-6m; λMK = = 0,1027.10-6m; EM − EK EL − EK hc hc λNK = = 0,0974.10-6m; λOK = = 0,0951.10-6m. EN − EK EO − E K VD8 Bi t bư c sóng c a hai v ch ñ u tiên trong dãy Laiman c a nguyên t hiñrô là λL1 = 0,122 µm và λL2 = 103,3 nm. Bi t m c năng lư ng tr ng thái kích thích th hai là -1,51 eV. Tìm bư c sóng c a v ch Hα trong quang ph nhìn th y c a nguyên t hiñrô, m c năng lư ng c a tr ng thái cơ b n và tr ng thái kích thích th nh t. HD: Ta có: hc λα = EM - EL = EM - EK - (EL - EK) = λL1λL 2 hc = 0,6739 µm. λL1 − λL 2 λL2 = EM – EK hc = - 3,36 eV. EL = EK + λL1 λα = hc - hc λL2 λL1 EK = - EM - hc λL 2 = - 13,54 eV; VD9 Khi êlectron qu ñ o d ng th n thì năng lư ng c a nguyên t hiñrô ñư c xác −13,6 ñ nh b i công th c En = (eV) (v i n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên t n2 hiñrô chuy n t qu ñ o d ng n = 3 v qu ñ o d ng n = 1 thì nguyên t phát ra phôtôn có bư c sóng λ1. Khi êlectron chuy n t qu ñ o d ng n = 5 v qu ñ o d ng n = 2 thì nguyên t phát ra phôtôn có bư c sóng λ2. Tìm m i liên h gi a hai bư c sóng λ1 và λ2. hc 1 8 hc 1 1 21 HD: Ta có: = - 13,6( 2 - 1) = 13,6. ; = - 13,6( 2 − 2 ) = 13,6. λ1 9 λ2 100 3 5 2 8.100.λ1 800 λ2 = = λ. 9.21 189 1 III. ð TR C NGHI M T NG H P: Câu 1: Khi electron trong nguyên t hiñrô m t trong các m c năng lư ng cao M, N, O, … nh y v m c có năng lư ng L, thì nguyên t hiñrô phát ra các v ch b c x thu c d y B. Balmer. C. Paschen. D. Brackett. A. Lyman. Câu 2: Mu n quang ph v ch c a nguyên t hiñrô ch phát ra 3 v ch thì ph i kích thích nguyên t hiñrô ñ n m c năng lư ng. A. M. B. N. C. O. D. P. Câu 3: Nguyên t hiñrô chuy n t tr ng thái cơ b n lên tr ng thái d ng mà electron chuy n ñ ng trên qu ñ o O. Tính s v ch quang ph mà nguyên t có th phát ra khi chuy n v các tr ng thái có năng lư ng th p hơn. D. 10 v ch. A. 1 v ch. B. 3 v ch. C. 6 v ch. 4 B I DƯ NG KI N TH C – ÔN, LUY N THI ð I H C V T LÝ LƯ NG T ÁNH SÁNG - ð s 34