Đề kiểm tra 1 tiết chương 6: Lượng tử ánh sáng - Đề số 3Đề bài
Câu 1 :
Ánh sáng lân quang là:
Câu 2 :
Khi nói về tia laze, phát biểu nào sau đây sai?
Câu 3 :
Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?
Câu 4 :
Hiện tượng các êlectrôn................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
Câu 5 :
Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En (Em < En) khi hấp thụ một photon có năng lượng hf. Chọn câu đúng:
Câu 6 :
Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn
Câu 7 :
Laze là nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng:
Câu 8 :
Trong thí nghiệm Hec-xơ, nếu sử dụng ánh sáng hồ quang điện sau khi đi qua tấm kính thủy tinh dày thì
Câu 9 :
Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đây là sai?
Câu 10 :
Chọn câu sai :
Câu 11 :
Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có tần số f21 và f31. Từ hai tần số đó người ta tính được tần số đầu tiên f32 trong dãy Banme là:
Câu 12 :
Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG khi nói về quang phổ của nguyên tử H
Câu 13 :
Chọn câu phát biểu sai về photon:
Câu 14 :
Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm các bức xạ có bước sóng \({\lambda _1} = {\text{ }}0,26\mu m\) và bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = {\text{ }}1,2{\lambda _1}\) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với \({v_2} = {\text{ }}3{v_1}/4\) . Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\) của kim loại làm catốt nay là
Câu 15 :
Chiếu chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng 0,5μm vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66μm. Hiệu điện thế cần đặt giữa anốt và catốt để triệt tiêu dòng quang điện là:
Câu 16 :
Một tấm pin Mặt Trời được chiếu sáng bởi chùm sáng đơn sắc có tần số \(5.10^{14} Hz\). Biết công suất chiếu sáng vào tấm pin là \(0,1 W\). Lấy \(h = 6,{625.10^{-34}} J.s\). Số phôtôn đập vào tấm pin trong mỗi giây là
Câu 17 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là \(0,6\;{m^2}\). Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ \(1360\;W/{m^2}.\)Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là $4A$ thì điện áp hai cực của bộ pin là $24V$. Hiệu suất của bộ pin là:
Câu 18 :
Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng \(0,3µm\) vào một chất thì thấy có hiện tượng qunag phát quang. Cho biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng \(0,3{\%}\) công suất của chùm sáng kích thích và cứ \(200\) photon ánh sáng kích thích cho 1 photon ánh sáng phát quang. Bước sóng ánh sáng phát quang là:
Câu 19 :
Trong ống Cu-lít-giơ, electron của chùm tia catot khi đến anot (đối catot) có vận tốc cực đại là \(6,{6.10^7}m.{s^{ - 1}}\). Biết rằng năng lượng của mỗi phôtôn chùm tia X có được là nhờ sự chuyển hóa một phần động năng của electron. Lấy \({m_e} = {\rm{ }}9,{1.10^{ - 31}}kg\). Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra từ ống này là
Câu 20 :
Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức \({E_n} = - \frac{{{E_0}}}{{{n^2}}}\) (eV) (E0 là một hằng số dương và n = 1,2,3. . .). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn có bước sóng \({\lambda _0}\) có năng lượng \(\frac{{5{E_0}}}{{36}}\) (eV). Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng là
Câu 21 :
Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm, Biểt rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(6 mm^3\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \(45.10^{18}\) phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \(1 mm^3\) mô là \(2,53 J\), Lấy \(h =6,625.10^{-34}J.s\); \(c = 3.10^8 m/s\). Giá trị của \(\lambda\) là:
Câu 22 :
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Lấy \({r_{0}} = {\rm{ }}{5,3.10^{ - 11}}m\) ; \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{9.10^9}N{m^2}/c\) ,\(e{\rm{ }} = {\rm{ }}{1,6.10^{ - 19}}C\) . Khi hấp thụ năng lượng êlectron chuyển từ trạng thái cơ bản lên quỹ đạo M. Động năng của êlecton:
Câu 23 :
Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm và phát ra ánh sáng 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 1s là 2012.1010 hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 1s là:
Câu 24 :
Theo Borh, trong nguyên tử hiđro electron chuyển động tròn quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện. Chuyển động có hướng các điện tích qua một tiết diện là một dòng điện vì thế chuyển động của electron quanh hạt nhân là các dòng điện – gọi là dòng điện nguyên tử. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo L thì dòng điện nguyên tử có cường độ I1, khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là I2. Tỉ số I1/I2 là.
Câu 25 :
Chiếu bức xạ có bước sóng 0,5µm vào một tấm kim loại có công thoát 1,8 eV. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện và cho nó bay vào một điện trường từ A đến B sao cho UAB = − 10,8 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B lần lượt là:
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Ánh sáng lân quang là:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Ta có: Lân quang: là hiện tượng quang phát quang của chất rắn có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích.
Câu 2 :
Khi nói về tia laze, phát biểu nào sau đây sai?
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
B,C, D - đúng A - sai
Câu 3 :
Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
A, C, D - đúng B - sai vì: Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
Câu 4 :
Hiện tượng các êlectrôn................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Ta có: Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện.
Câu 5 :
Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En (Em < En) khi hấp thụ một photon có năng lượng hf. Chọn câu đúng:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Ta có: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái có năng lượng Em < En thì nó phát ra một photon có năng lượng $\varepsilon = {E_n} - {E_m}$.
Câu 6 :
Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về hiện tượng quang dẫn
Đáp án : B Phương pháp giải :
- Sử dụng lí thuyết về hiện tượng quang dẫn: Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng khi chiếu ánh sáng thích hợp vào một khối bán dẫn, electron liên kết được giải phóng tạo thành electron dẫn - Điều kiện xảy ra hiện tượng quang dẫn là: \(\lambda \le {\lambda _0}\)với \({\lambda _0}\): giới hạn quang dẫn Lời giải chi tiết :
A,C- đúng vì Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng khi chiếu ánh sáng thích hợp vào một khối bán dẫn, electron liên kết được giải phóng tạo thành electron dẫn B- sai vì giới hạn quang dẫn \({\lambda _0}\)là bước sóng kích thích dài nhất mà còn có thể gây ra hiện tượng quang dẫn D- đúng vì ánh sáng kích thích của hiện tượng quang dẫn không cần phải có năng lượng lớn
Câu 7 :
Laze là nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng:
Đáp án : B Lời giải chi tiết :
Laze: là một nguồn sáng phát ra ánh sáng có cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng.
Câu 8 :
Trong thí nghiệm Hec-xơ, nếu sử dụng ánh sáng hồ quang điện sau khi đi qua tấm kính thủy tinh dày thì
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang điện ngoài. Tia tử ngoại bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh.
Câu 9 :
Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đây là sai?
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
A, B, D - đúng C - sai vì: Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích
Câu 10 :
Chọn câu sai :
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
A, B, D - đúng C - sai vì Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích
Câu 11 :
Hai vạch đầu tiên của dãy Laiman trong quang phổ hiđrô có tần số f21 và f31. Từ hai tần số đó người ta tính được tần số đầu tiên f32 trong dãy Banme là:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Ta có : \({E_3} - {E_1} = h{f_{31}};{E_2} - {E_1} = h{f_{21}} \Rightarrow {E_3} - {E_2} = h{f_{32\;}} = \;h{f_{31\;}} - \;h{f_{21}} \Rightarrow \;{f_{32}}\; = {\rm{ }}{f_{31}}\;-{\rm{ }}{f_{21}}\)
Câu 12 :
Phát biểu nào sau đây là ĐÚNG khi nói về quang phổ của nguyên tử H
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về quang phổ Hidro: quang phổ Hidro là quang phổ vạch phát xạ bao gồm 3 dãy: dãy Laiman (thuộc vùng tử ngoại); dãy Banme (một phần thuộc vùng tử ngoại, một phần thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy); dãy Passen (thuộc vùng hồng ngoại) Lời giải chi tiết :
A,B- sai vì quang phổ của nguyên tử H là quang phổ vạch, gồm 4 vạch màu đỏ, lam, chàm, tím C- sai vì giữa các dãy Laiman, Banme, Passen có ranh giới xác định D- đúng
Câu 13 :
Chọn câu phát biểu sai về photon:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau Nhận thấy ánh sáng tím có bước sóng nằm trong khoảng từ $0,38\mu m - 0,42\mu m$ => Phương án A: Ánh sáng tím có photon giống hệt nhau là sai
Câu 14 :
Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm các bức xạ có bước sóng \({\lambda _1} = {\text{ }}0,26\mu m\) và bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = {\text{ }}1,2{\lambda _1}\) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với \({v_2} = {\text{ }}3{v_1}/4\) . Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\) của kim loại làm catốt nay là
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức Anh – xtanh: \(hf = A + {{\text{W}}_{do}}_{m{\text{ax}}}\) Lời giải chi tiết :
Ta giải hệ phương trình sau: \(\left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = A + \frac{1}{2}mv_1^2 \hfill \\\frac{{hc}}{{{\lambda _2}}} = A + \frac{1}{2}mv_2^2 \hfill \\\end{gathered} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + {K_1} \hfill \\\frac{{hc}}{{1,2{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{9}{{16}}{K_1} \hfill \\\end{gathered} \right. \Rightarrow {\lambda _0} = 0,42\mu m\)
Câu 15 :
Chiếu chùm tia sáng đơn sắc có bước sóng 0,5μm vào catốt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66μm. Hiệu điện thế cần đặt giữa anốt và catốt để triệt tiêu dòng quang điện là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Áp dụng công thức Anxtanh về hiện tượng quang điện: \(\varepsilon = hf = A + {{\text{W}}_{{d_0}(m{\text{ax)}}}} = A + \dfrac{1}{2}mv_{{\text{max}}}^2\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\begin{gathered}\varepsilon = hf = A + {{\text{W}}_{{d_0}(m{\text{ax)}}}} \\= A +\dfrac{1}{2}mv_{{\text{max}}}^2 \\= A + e{U_h} \to {U_h} = \dfrac{{\varepsilon - A}}{e} \hfill \\= \dfrac{{\dfrac{{hc}}{\lambda } - \dfrac{{hc}}{{{\lambda _0}}}}}{e} \\=\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}(\dfrac{1}{{0,{{5.10}^{ - 6}}}} - \dfrac{1}{{0,{{66.10}^{ - 6}}}})}}{{ - 1,{{6.10}^{-19}}}} \\= - 0,6V \hfill \\\end{gathered} \)
Câu 16 :
Một tấm pin Mặt Trời được chiếu sáng bởi chùm sáng đơn sắc có tần số \(5.10^{14} Hz\). Biết công suất chiếu sáng vào tấm pin là \(0,1 W\). Lấy \(h = 6,{625.10^{-34}} J.s\). Số phôtôn đập vào tấm pin trong mỗi giây là
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức tính năng lượng của một photon: \(\varepsilon = hf\) + Vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = n\varepsilon \) Với n: số photon đập vào trong mỗi giây Lời giải chi tiết :
+ Năng lượng của một photon: \(\varepsilon = hf = 6,{625.10^{ - 34}}{.5.10^{14}} = 3,{3125.10^{ - 19}}J\) + Công suất chiếu sáng vào tấm pin: \(P = n\varepsilon \to n = \dfrac{P}{\varepsilon } = \dfrac{{0,1}}{{3,{{3125.10}^{ - 19}}}} \approx 3,{02.10^{17}}\)
Câu 17 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là \(0,6\;{m^2}\). Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ \(1360\;W/{m^2}.\)Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là $4A$ thì điện áp hai cực của bộ pin là $24V$. Hiệu suất của bộ pin là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Công suất ánh sáng nhận được băng cường độ chiếu sáng nhân với diện tích + Áp dụng công thức tính công suất điện: P = UI Lời giải chi tiết :
Ta có: + Công suất ánh sáng nhận được: \({P_{as}} = {\text{ }}0,6.1360{\text{ }} = {\text{ }}816W\) + Công suất điện tạo ra: \({P_d} = {\text{ }}UI{\text{ }} = {\text{ }}4.24{\text{ }} = {\text{ }}96W\) => Hiệu suất của bộ pin là: $H = \frac{{{P_d}}}{{{P_{{\text{as}}}}}} = \frac{{96}}{{816}} = 0,1176 = 11,76\% $
Câu 18 :
Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng \(0,3µm\) vào một chất thì thấy có hiện tượng qunag phát quang. Cho biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng \(0,3{\%}\) công suất của chùm sáng kích thích và cứ \(200\) photon ánh sáng kích thích cho 1 photon ánh sáng phát quang. Bước sóng ánh sáng phát quang là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Công suất : \(P = {N_\lambda }.\varepsilon = {N_\lambda }.\dfrac{{hc}}{\lambda }\) với Nλ là số photon phát ra trong 1 giây Lời giải chi tiết :
+ Công suất của chùm phát quang : \({P_{pq}} = {N_{pq}}.{\varepsilon _{pq}} = {N_{pq}}.\dfrac{{hc}}{{{\lambda _{pq}}}}\) + Công suất của chùm kích thích : \({P_{kt}} = {N_{kt}}.{\varepsilon _{kt}} = {N_{kt}}.\dfrac{{hc}}{{{\lambda _{kt}}}}\) + Dữ kiện bài cho : Công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,3% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 200 photon ánh sáng kích thích cho 1 photon ánh sáng phát quang nên ta có : \({P_{pq}} = 0,3\% .{P_{kt}} \Leftrightarrow {N_{pq}}.\dfrac{{hc}}{{{\lambda _{pq}}}} = 0,3\% .{N_{kt}}.\dfrac{{hc}}{{{\lambda _{kt}}}} \Leftrightarrow \dfrac{1}{{{\lambda _{pq}}}} = \dfrac{{0,3}}{{100}}.\dfrac{{200}}{{0,3}} \Rightarrow {\lambda _{pq}} = 0,5\mu m\)
Câu 19 :
Trong ống Cu-lít-giơ, electron của chùm tia catot khi đến anot (đối catot) có vận tốc cực đại là \(6,{6.10^7}m.{s^{ - 1}}\). Biết rằng năng lượng của mỗi phôtôn chùm tia X có được là nhờ sự chuyển hóa một phần động năng của electron. Lấy \({m_e} = {\rm{ }}9,{1.10^{ - 31}}kg\). Bước sóng ngắn nhất của tia X phát ra từ ống này là
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức tính năng lượng của photon \(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda }\) Lời giải chi tiết :
Năng lượng của mỗi phôtôn chùm tia X có được là nhờ sự chuyển hóa một phần động năng của electron \( \Rightarrow \varepsilon \le {{\rm{W}}_{de}} \Leftrightarrow \dfrac{{hc}}{\lambda } \le \dfrac{{m{v^2}}}{2} \Rightarrow \lambda \ge \dfrac{{2hc}}{{m{v^2}}} = {10^{ - 10}}m = 0,1nm\)
Câu 20 :
Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức \({E_n} = - \frac{{{E_0}}}{{{n^2}}}\) (eV) (E0 là một hằng số dương và n = 1,2,3. . .). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn có bước sóng \({\lambda _0}\) có năng lượng \(\frac{{5{E_0}}}{{36}}\) (eV). Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng là
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Khi e chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì phát phát ra photon có năng lượng: \(\Delta E = \left( { - \frac{1}{{{2^2}}} - \left( { - \frac{1}{{{1^2}}}} \right)} \right){E_0} = \frac{{3{E_0}}}{4}\left( {eV} \right) = \frac{{hc}}{\lambda }(1)\) Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + 1 sang quỹ đạo dừng thứ n: \(\Delta E' = \frac{{5{E_0}}}{{36}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}(2)\) (1) : (2) ta được: \(\lambda = \frac{5}{{27}}{\lambda _0}\)
Câu 21 :
Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng λ để "đốt" các mô mềm, Biểt rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(6 mm^3\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \(45.10^{18}\) phôtôn của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \(1 mm^3\) mô là \(2,53 J\), Lấy \(h =6,625.10^{-34}J.s\); \(c = 3.10^8 m/s\). Giá trị của \(\lambda\) là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Áp dụng biểu thức tính năng lượng của n photon: \(E = {n_p}\dfrac{{hc}}{\lambda }\) Lời giải chi tiết :
Ta có: + Năng lượng cần để đốt phần mô mềm \(E = 2,53. 6 = 15,18 (J)\) Năng lượng này do phôtôn chùm laze cung cấp: \(E = {n_p}\dfrac{{hc}}{\lambda }\) \( \to \lambda = {\rm{ }}{n_p}\dfrac{{hc}}{E} = {\rm{ }}{45.10^{18}}.\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{15,18}} = {\rm{ }}58,{9.10^{ - 8}}m{\rm{ }} = {\rm{ }}{589.10^{ - 9}}m{\rm{ }} = {\rm{ }}589{\rm{ }}nm\)
Câu 22 :
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Lấy \({r_{0}} = {\rm{ }}{5,3.10^{ - 11}}m\) ; \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{9.10^9}N{m^2}/c\) ,\(e{\rm{ }} = {\rm{ }}{1,6.10^{ - 19}}C\) . Khi hấp thụ năng lượng êlectron chuyển từ trạng thái cơ bản lên quỹ đạo M. Động năng của êlecton:
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r}\) + Sử dụng biểu thức lực culong: \({F_{CL}} = k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\) Lời giải chi tiết :
\(\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{F_{ht}} = {F_{CL}} \Leftrightarrow \dfrac{{m{v^2}}}{r} = \dfrac{{k{e^2}}}{{{r^2}}}\\ = > {E_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}}\end{array}\\\begin{array}{l}\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{E_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}}}\\{{E_t} = - \dfrac{{k{e^2}}}{r}}\end{array}} \right.\\ = > E = {E_d} + {E_t} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}} - \dfrac{{k{e^2}}}{r} = - \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}} = - {E_d} = - \dfrac{{{E_t}}}{2}\end{array}\\{{E_{{d_1}}} - {E_{{d_2}}} = - {E_1} - ( - {E_2}) = {E_2} - {E_1} = \dfrac{{ - 13,6}}{{{3^2}}} + 13,6 = 12,089eV}\end{array}\)
Câu 23 :
Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm và phát ra ánh sáng 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 1s là 2012.1010 hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 1s là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
- Sử dụng công thức tính năng lượng của một photon: \(\xi = \dfrac{{h.c}}{\lambda }\) - Công thức tính năng lượng của N photon: \(E = N.\xi = N.\dfrac{{h.c}}{\lambda }\) - Hiệu suất của sự phát quang: \(H = \dfrac{{{E_2}}}{{{E_1}}}.100\% \); Trong đó: \({E_2}\): năng lượng của ánh sáng phát quang; \({E_1}\): năng lượng của ánh sáng kích thích (trong cùng một đơn vị thời gian) Lời giải chi tiết :
Ta có: - Năng lượng của ánh sáng kích thích đến trong 1 s là: \({E_1} = {N_1}.{\xi _1} = {N_1}.\dfrac{{h.c}}{{{\lambda _1}}}\) - Năng lượng của ánh sáng phát ra trong 1 s là: \({E_2} = {N_2}.{\xi _2} = {N_2}.\dfrac{{h.c}}{{{\lambda _2}}}\) - Ta lại có: hiệu suất của sự phát quang: \(H = \dfrac{{{E_2}}}{{{E_1}}}.100\% = \dfrac{{{N_2}.{\lambda _1}}}{{{N_1}.{\lambda _2}}}.100\% \to {N_2} = \dfrac{{H.{N_1}.{\lambda _2}}}{{{\lambda _1}.100\% }} = \dfrac{{{{90.2012.10}^{10}}{{.0,64.10}^{ - 6}}}}{{{{0,48.10}^{ - 6}}.100\% }} = {2,4144.10^{13}}\)(hạt)
Câu 24 :
Theo Borh, trong nguyên tử hiđro electron chuyển động tròn quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện. Chuyển động có hướng các điện tích qua một tiết diện là một dòng điện vì thế chuyển động của electron quanh hạt nhân là các dòng điện – gọi là dòng điện nguyên tử. Khi electron chuyển động trên quỹ đạo L thì dòng điện nguyên tử có cường độ I1, khi electron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là I2. Tỉ số I1/I2 là.
Đáp án : D Phương pháp giải :
+ Sử dụng định nghĩa dòng điện: Dòng điện là dòng điện tích dịch chuyển có hướng và có công thức xác định bằng điện lượng chuyển qua một tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian. + Công thức tính lực Cu-lông: \({F_d} = k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\) + Công thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r}\) Lời giải chi tiết :
Trong nguyên tử Hidro chỉ có 1 proton và 1 electron chuyển động quanh hạt nhân, lực điện đóng vai trò lực hướng tâm. Ta có: \(F = \dfrac{{k.\left| {q.e} \right|}}{{{r^2}}} = \dfrac{{m.{v^2}}}{r}{\rm{ }} = > v = \sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.r}}} {\rm{ }}\) Mặt khác, dòng điện là dòng điện tích dịch chuyển có hướng và có công thức xác định bằng điện lượng chuyển qua một tiết diện dây dẫn trong một đơn vị thời gian. \(I = \dfrac{{\Delta q}}{{\Delta t}} = \dfrac{{n.e}}{t}\) Với hạt electron, chuyển động tron đều quanh hạt nhân với tốc độ v. điện lượng chuyển qua trong 1 giây tỉ lệ với số lượt e chuyển động 1 vòng quanh hạt nhân. =>\(I = \dfrac{{n.e}}{t} = f.e = \dfrac{1}{T}.e = \dfrac{1}{{\dfrac{s}{v}}}.e = \dfrac{v}{s}.e = \dfrac{v}{{2\pi r}}.e = \dfrac{1}{{2\pi r}}.\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.r}}} .e\) Các quỹ đạo K, L, M, N ứng với các số thứ tự : n =1,2,3,4. Mà bán kính quỹ đạo được xác định là : \({r_n} = {n^2}.{R_0}\) Thay các giá trị với quỹ đạo L và quỹ đạo N vào biểu thức, lập tỉ số ta tìm được tỉ số: \(\begin{array}{l}{I_1} = \dfrac{1}{{2\pi {{.2}^2}.{R_0}}}.\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m{{.2}^2}.{R_0}}}} .e\\{I_2} = \dfrac{1}{{2\pi {{.4}^2}.{R_0}}}.\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m{{.4}^2}.{R_0}}}} .e = > \dfrac{{{I_1}}}{{{I_2}}} = \dfrac{{{4^2}.\sqrt {{4^2}} }}{{{2^2}.\sqrt {{2^2}} }} = 8\end{array}\)
Câu 25 :
Chiếu bức xạ có bước sóng 0,5µm vào một tấm kim loại có công thoát 1,8 eV. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện và cho nó bay vào một điện trường từ A đến B sao cho UAB = − 10,8 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B lần lượt là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Áp dụng định lí biến thiên động năng, công thức Anh – xtanh và công thức tính công của lực điện Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. Công thức Anh – xtanh: \(\frac{{hc}}{\lambda } = A + {{\rm{W}}_{do\max }}\) Công của lực điện: A = qU Lời giải chi tiết :
Khi chiếu bức xạ vào tấm kim loại, năng lượng của photon sẽ truyền cho electron để nó thoát khỏi lực liên kết với mạng tinh thể của kim loại, cung cấp động năng ban đầu và truyền 1 phần năng lượng cho mạng tinh thể. Với những electron ở ngay bề mặt kim loại, nó có thể thoát ra ngay và không mất năng lượng cho mạng tinh thể. Những electron này sẽ đạt được động năng cực đại (Wdmax = hc/λ – A). Ngược lại, những electron ở sâu bên trong kim loại, nó mất năng lượng truyền cho mạng tinh thể ; những electron nào dùng toàn bộ năng lượng để thoát khỏi lực liên kết và truyền năng lượng cho mạng tinh thể thì sẽ có động năng cực tiểu và bằng 0. Ta có công \(A' = {\rm{ }}q{U_{AB}}\;\) ; công này dương, có tác dụng tăng tốc cho electron (vì điện tích của electron âm). Mặt khác : \(A' = {\rm{ }}{W_{dB}}--{\rm{ }}{W_{dA}} \Rightarrow {W_{dB}} = {\rm{ }}A{\rm{ }} + {\rm{ }}{W_{dA}}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\left( 1 \right)\) Electron có động năng cực đại \({W_{dA}} = {\rm{ }}{W_{dmax}} = {\rm{ }}hc/\lambda --{\rm{ }}A\) khi đến B sẽ đạt vận tốc lớn nhất. Electron có động năng cực tiểu \({W_{dA}} = {\rm{ }}0\) khi đến B sẽ đạt vận tốc nhỏ nhất. Cực đại: từ (1) \( \Rightarrow \frac{{mv_{\max }^2}}{2} = qU + \frac{{hc}}{\lambda } - A \Rightarrow {v_{\max }} = {2009.10^3}(m/s)\). Cực tiểu: từ (1) \( \Rightarrow \frac{{mv_{\min }^2}}{2} = qU \Rightarrow {v_{\min }} = {1949.10^3}(m/s)\). |
