Trắc nghiệm Bài 30. Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng - Vật Lí 12Đề bài
Câu 1 :
Trong thí nghiệm Hec-xơ, nếu sử dụng ánh sáng hồ quang điện sau khi đi qua tấm kính thủy tinh dày thì
Câu 2 :
Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì:
Câu 3 :
Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi:
Câu 4 :
Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng $λ$ vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện ngoài là ${λ_0}$ thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra (electron bứt ra khỏi kim loại). Với $c$ là tốc độ photon trong chân không. Khi đó, ta có mối quan hệ đúng là:
Câu 5 :
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:
Câu 6 :
Giới hạn quang điện phụ thuộc vào:
Câu 7 :
Cho biết công thoát của Kali là \(A{\text{ }} = {\text{ }}3,{6.10^{ - 19}}J\) . Chiếu vào Kali lần lượt bốn bức xạ \({\lambda _1} = 0,4\mu m;{\text{ }}{\lambda _2} = 0,5\mu m{\text{ }};{\text{ }}{\lambda _3} = 0,6\mu m;{\text{ }}{\lambda _4} = 0,7\mu m\) . Những bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với Kali?
Câu 8 :
Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì một hạt ánh sáng (photon) của ánh sáng đơn sắc có tần số f phải có năng lượng là
Câu 9 :
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
Câu 10 :
Chọn câu phát biểu sai về photon:
Câu 11 :
Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng vàng lần lượt là: εĐ, εL và εV. Sắp xếp chúng theo thứ tự năng lượng giảm dần là:
Câu 12 :
Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng \(0,38\mu m\) . Mỗi phôtôn của ánh sáng này mang năng lượng xấp xỉ bằng:
Câu 13 :
Giới hạn quang điện của kim loại Natri là \({\lambda _0} = {\text{ }}0,50\mu m\) . Công thoát electron của Natri là
Câu 14 :
Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:
Câu 15 :
Biết công thoát 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 bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?
Câu 16 :
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là \(1,88\mu m\) . Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
Câu 17 :
Một tấm kim loại có công thoát A, người ta chiếu vào kim loại chùm sáng có năng lượng của photon là hf thì các electron quang điện được phóng ra có động năng ban đầu cực đại là K. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là:
Câu 18 :
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 19 :
Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?
Câu 20 :
Trong chùm tia Rơn-ghen phát ra từ một ống Rơn-ghen, người ta thấy những tia có tần số lớn nhất bằng \({f_{\max }} = {3.10^{18}}{\rm{Hz}}.\) Xác định tốc độ cực đại của electron ngay trước khi đập vào đối Katot.
Câu 21 :
Một nguồn sáng công suất 6 W đặt trong không khí phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 625 nm. Biết h = 6,625.10-34Js; c = 3.108 m/s. Số photon do nguồn sáng đó phát ra trong một đơn vị thời gian gần đúng là
Câu 22 :
Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A = 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có λ1 = 0,25 µm, λ2 = 0,4 µm, λ3 = 0,56 µm, λ4 = 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện
Câu 23 :
Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có tần số 1015 Hz vào ca tốt một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện ngoài. Biết hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Lấy h = 6,625.10-34 Js. Nếu công suất của chùm sáng là 1 mW thì số electron quang điện bật ra khỏi ca tốt trong 1 s là
Câu 24 :
Cho biết năng lượng của phôtôn của một ánh sáng đơn sắc bằng 2,26 eV. Cho hằng số plăng h = 6,63.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và điện tích của electron -e = -1,6.10-19 C. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc này bằng:
Câu 25 :
Xét nguyên tử Hidro theo mẫu nguyên từ Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng -5,44.10-19 J sang trang thái dừng có mức năng lượng -21,76.10-19 J thì phát ra photon tương ứng với ánh sáng có tần số f. Lấy h = 6,625.10-34 J.s. Giá trị của f là
Câu 26 :
Theo giả thuyết lượng tử của Planck, lượng tử năng lượng là năng lượng của
Câu 27 :
Theo thuyết tương đối Anhxtanh, một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ \(v,\) khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với
Câu 28 :
Đồ thị dưới đây biểu diễn động năng cực đại E của êlectron thoát ra khỏi bề mặt của một tấm kali thay đổi theo tần số f của bức xạ điện từ tới tấm. Từ đồ thị, giá trị của hằng số Plăng có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Câu 29 :
Tia X có bước sóng \(71pm\) làm bật ra các quang – electron từ một lá vàng. Các electron này bắt nguồn từ sâu trong các nguyên tử vàng. Các electron bắn ra chuyển động theo các quỹ đạo tròn có bán kính \(r\) trong một từ trường đều, có cảm ứng từ là \(B\). Thực nghiệm cho \(B.r = 1,{88.10^{ - 4}}\left( {T.m} \right)\). Tính công thoát của vàng?
Câu 30 :
Trong y học, người ta dùng một máy laze phát ra chùm laze có bước sóng \(\lambda \) để đốt các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \({\rm{1}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) mô là \(2,53{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J\). Biết hằng số Plăng \(h = 6,{625.10^{ - 34}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J.s\), tốc độ ánh sáng trong chân không \(c = {3.10^8}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m/s\). Giá trị của \(\lambda \) là
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
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 2 :
Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì điện tích âm của tấm kẽm không đổi
Câu 3 :
Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)
Câu 4 :
Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng $λ$ vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện ngoài là ${λ_0}$ thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra (electron bứt ra khỏi kim loại). Với $c$ là tốc độ photon trong chân không. Khi đó, ta có mối quan hệ đúng là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0}\) Lời giải chi tiết :
Để gây ra hiện tượng quang điện: \(\lambda \le {\lambda _0} \Leftrightarrow \frac{c}{f} \le {\lambda _0}\)
Câu 5 :
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Ta có, điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là các bước sóng chiếu vào phải nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện => Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\) là bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện
Câu 6 :
Giới hạn quang điện phụ thuộc vào:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Giới hạn quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại
Câu 7 :
Cho biết công thoát của Kali là \(A{\text{ }} = {\text{ }}3,{6.10^{ - 19}}J\) . Chiếu vào Kali lần lượt bốn bức xạ \({\lambda _1} = 0,4\mu m;{\text{ }}{\lambda _2} = 0,5\mu m{\text{ }};{\text{ }}{\lambda _3} = 0,6\mu m;{\text{ }}{\lambda _4} = 0,7\mu m\) . Những bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với Kali?
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng định luật về giới hạn quang điện \(A{\text{ }} = {\text{ }}hc/{\lambda _0}\) + Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda \leqslant {\lambda _0}\) Lời giải chi tiết :
Ta có : ${\rm{A}} = \frac{{{\rm{hc}}}}{{{{\rm{\lambda }}_0}}}{\rm{}} \to {{\rm{\lambda }}_0} = \frac{{{\rm{hc}}}}{{\rm{A}}} = 0,552{\rm{\mu m}}$ Để gây ra hiện tượng quang điện thì bức xạ chiếu đến có bước sóng nhỏ hơn λ0 => bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện là λ1 và λ2
Câu 8 :
Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì một hạt ánh sáng (photon) của ánh sáng đơn sắc có tần số f phải có năng lượng là
Đáp án : A Phương pháp giải :
Năng lượng của photon ánh sáng: \(\varepsilon = hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \) Lời giải chi tiết :
Theo thuyết lượng tử ánh sáng của, mỗi photon có năng lượng: \(\varepsilon = hf\)
Câu 9 :
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Năng lượng của photon ánh sáng: \(\varepsilon = hf\) => có phụ thuộc vào tần số của ánh sáng.
Câu 10 :
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 11 :
Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng vàng lần lượt là: εĐ, εL và εV. Sắp xếp chúng theo thứ tự năng lượng giảm dần là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Sử dụng công thức tính năng lượng của photon $\varepsilon = hf = \frac{{hc}}{\lambda }$ để đánh giá. + Chiều giảm dần của bước sóng: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím Lời giải chi tiết :
Ta có : $\left. \begin{gathered}\varepsilon = hf = \frac{{hc}}{\lambda } \hfill \\{\lambda _{\text{D}}} > {\lambda _V} > {\lambda _L} \hfill \\\end{gathered} \right\} \Rightarrow {\varepsilon _D} < {\varepsilon _V} < {\varepsilon _L}$
Câu 12 :
Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng \(0,38\mu m\) . Mỗi phôtôn của ánh sáng này mang năng lượng xấp xỉ bằng:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Năng lượng của photon ánh sáng: \(\varepsilon {\text{ }} = {\text{ }}hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \) Lời giải chi tiết :
Mỗi photon của ánh sáng tím mang năng lượng: \(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{38.10}^{-6}}}} = 5,{23.10^{ - 19}}J\)
Câu 13 :
Giới hạn quang điện của kim loại Natri là \({\lambda _0} = {\text{ }}0,50\mu m\) . Công thoát electron của Natri là
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0 Lời giải chi tiết :
Công thoát của Natri \(A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} = 3,{975.10^{ - 19}}J = 2,48eV\)
Câu 14 :
Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0 Lời giải chi tiết :
Ta có: $A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \Rightarrow \frac{{{A_{Zn}}}}{{{A_{Na}}}} = \frac{{{\lambda _{0Na}}}}{{{\lambda _{0Zn}}}} = 1,4 \Rightarrow {\lambda _{0Zn}} = 0,36\mu m$
Câu 15 :
Biết công thoát 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 bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?
Đáp án : B Phương pháp giải :
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0} \leftrightarrow {\text{ }}\varepsilon {\text{ }} \geqslant {\text{ }}A\) Lời giải chi tiết :
Năng lượng của bức xạ chiếu vào bề mặt tấm kim loại \(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda } = 3,76eV\) Để xảy ra hiện tượng quang điện thì \(\varepsilon \geqslant A\) Nhận thấy năng lượng photon của ánh sáng chiếu vào tấm kim loại lớn hơn công thoát của Kali và canxi. Do đó hiện tượng quang điện xảy ra đối với hai kim loại này.
Câu 16 :
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là \(1,88\mu m\) . Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết định luật về giới hạn quang điện \(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0} \leftrightarrow {\text{ }}f{\text{ }} \geqslant {\text{ }}{f_0}\) Lời giải chi tiết :
Giới hạn quang điện của chất quang dẫn: ${\lambda _0} = 1,88\mu m = 1,{88.10^{ - 6}}m$ Tần số giới hạn quang điện của chất quang dẫn: ${f_0} = \frac{c}{{{\lambda _0}}} = 1,{596.10^{14}}Hz$ Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện trong: $\lambda \leqslant {\lambda _0} \Rightarrow f \geqslant {f_0} = 1,{596.10^{14}}Hz \Rightarrow {f_{\min }} = 1,{596.10^{14}}Hz$
Câu 17 :
Một tấm kim loại có công thoát A, người ta chiếu vào kim loại chùm sáng có năng lượng của photon là hf thì các electron quang điện được phóng ra có động năng ban đầu cực đại là K. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng công thức của Anh – xtanh: \(hf = A + {{\text{W}}_{do\max }}\) Lời giải chi tiết :
Với tần số f thì: \(hf = A + K\) (1) Với tần số 2f thì: \(2hf = A + K'\) (2) (2) – (1) ta được: \(K' = {\text{ }}K + {\text{ }}hf\)
Câu 18 :
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 19 :
Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
A, B, D - đúng C - sai: vì khi tính chất sóng thể hiện rõ nét thì ta mới dễ quan sát hiện tượng giao thoa
Câu 20 :
Trong chùm tia Rơn-ghen phát ra từ một ống Rơn-ghen, người ta thấy những tia có tần số lớn nhất bằng \({f_{\max }} = {3.10^{18}}{\rm{Hz}}.\) Xác định tốc độ cực đại của electron ngay trước khi đập vào đối Katot.
Đáp án : A Phương pháp giải :
Áp dụng công thức: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2} \Rightarrow {v_{\max }} = 6,{61.10^7}(m/s)\)
Câu 21 :
Một nguồn sáng công suất 6 W đặt trong không khí phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 625 nm. Biết h = 6,625.10-34Js; c = 3.108 m/s. Số photon do nguồn sáng đó phát ra trong một đơn vị thời gian gần đúng là
Đáp án : C Phương pháp giải :
Năng lượng của một photon là \(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda }\) Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là \(N = \frac{P}{\varepsilon }\) Lời giải chi tiết :
Năng lượng của một photon: \(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{625.10}^{ - 9}}}} = 31,{8.10^{ - 20}}J\) Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là: \(N = \frac{P}{\varepsilon } = \frac{6}{{31,{{8.10}^{20}}}} = 1,{89.10^{19}}\)
Câu 22 :
Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A = 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có λ1 = 0,25 µm, λ2 = 0,4 µm, λ3 = 0,56 µm, λ4 = 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện
Đáp án : B Phương pháp giải :
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda \le {\lambda _0}\) Giới hạn quang điện: \({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A}\) Lời giải chi tiết :
Giới hạn quang điện của kim loại làm catot: \({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{3,45.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 0,36\mu m\) Để xảy ra hiện tượng quang điện thì: \(\lambda \le {\lambda _0}\) Vậy các bức xạ gây ra hiện tượng quang điện là λ1, λ4
Câu 23 :
Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có tần số 1015 Hz vào ca tốt một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện ngoài. Biết hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Lấy h = 6,625.10-34 Js. Nếu công suất của chùm sáng là 1 mW thì số electron quang điện bật ra khỏi ca tốt trong 1 s là
Đáp án : D Phương pháp giải :
Phương pháp: - Hiệu suất của quá trình quang điện: \(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\varepsilon }}}.100\% \) trong đó: nɛ là số photon chiếu đến catot trong 1s; ne là số electron bật ra khỏi catot trong 1s - Công suất của chùm sáng: \(P = {n_\varepsilon }.\varepsilon = {n_\varepsilon }.hf\) trong đó: nɛ là số photon chiếu đến catot trong 1s Lời giải chi tiết :
Cách giải: Công suất của chùm sáng là 1mW: \(P = {n_\varepsilon }.\varepsilon = {n_\varepsilon }.hf \Rightarrow {n_\varepsilon } = \frac{P}{{hf}} = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.10}^{15}}}} = 1,{51.10^{15}}\) Hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Ta có: \(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\varepsilon }}}.100\% = 0,05\% \Rightarrow {n_e} = \frac{{{n_\varepsilon }.0,05}}{{100}} = \frac{{1,{{51.10}^{15}}.0,05}}{{100}} = 7,{55.10^{11}}\)
Câu 24 :
Cho biết năng lượng của phôtôn của một ánh sáng đơn sắc bằng 2,26 eV. Cho hằng số plăng h = 6,63.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và điện tích của electron -e = -1,6.10-19 C. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc này bằng:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Năng lượng photon: $\varepsilon =hf=\frac{hc}{\lambda }\,\left( J \right)=\frac{hc}{\lambda .1,{{6.10}^{-19}}}\left( eV \right)$ Lời giải chi tiết :
Photon mang năng lượng 2,26 eV ứng với bức xạ đơn sắc có bước sóng là $\begin{align}& \varepsilon =\frac{hc}{\lambda .1,{{6.10}^{-19}}}\left( eV \right) \\& \Rightarrow \lambda =\frac{hc}{\varepsilon }=\frac{6,{{63.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{2,26.1,{{6.10}^{-19}}}=0,55\left( \mu m \right)=550nm \\\end{align}$
Câu 25 :
Xét nguyên tử Hidro theo mẫu nguyên từ Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng -5,44.10-19 J sang trang thái dừng có mức năng lượng -21,76.10-19 J thì phát ra photon tương ứng với ánh sáng có tần số f. Lấy h = 6,625.10-34 J.s. Giá trị của f là
Đáp án : D Phương pháp giải :
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (En) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn (Em) thì nó phát ra một photon có năng lượng đúng bằng hiệu: En – Em Ta có: ε = hfnm = En - Em Lời giải chi tiết :
Năng lượng photon phát ra là: \(\begin{array}{l}
Câu 26 :
Theo giả thuyết lượng tử của Planck, lượng tử năng lượng là năng lượng của
Đáp án : C Phương pháp giải :
Giả thuyết lượng tử của năng lượng của Planck: Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác đinh, gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng, kí hiệu \(\varepsilon \) có giá trị bằng: \(\varepsilon = hf\) Lời giải chi tiết :
Theo giả thuyết lượng tử của Planck, lượng tử năng lượng là năng lượng của một photon.
Câu 27 :
Theo thuyết tương đối Anhxtanh, một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ \(v,\) khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với
Đáp án : C Phương pháp giải :
Khối lượng của vật chuyển động với tốc độ (khối lượng tương đối tính) là: \(m = \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}\)\(\) Trong đó \({m_0}\) là khối lượng nghỉ. Lời giải chi tiết :
Theo thuyết tương đối Anhxtanh, một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ \(v,\) khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với: \(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\)
Câu 28 :
Đồ thị dưới đây biểu diễn động năng cực đại E của êlectron thoát ra khỏi bề mặt của một tấm kali thay đổi theo tần số f của bức xạ điện từ tới tấm. Từ đồ thị, giá trị của hằng số Plăng có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị Công thức thuyết lượng tử ánh sáng: \(hf = h{f_0} + {{\rm{W}}_d}\) Lời giải chi tiết :
Từ đồ thị, lấy hai điểm ứng với E1 = 0 có f1 = 0,5.1015 Hz và E2 = 4.10-19 J có f2 = 1,15.1015 Hz, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}h{f_1} = h{f_0} + {E_1} \Rightarrow h{f_1} = h{f_0} \Rightarrow {f_0} = {f_1} = 0,{5.10^{15}}\,\,\left( {Hz} \right)\\h{f_2} = h{f_0} + {E_2} \Rightarrow h = \dfrac{{{E_2}}}{{{f_2} - {f_0}}} = \dfrac{{{{4.10}^{ - 19}}}}{{\left( {1,15 - 0,5} \right){{.10}^{15}}}} \approx 6,{2.10^{ - 34}}\,\,\left( {J/s} \right)\end{array} \right.\)
Câu 29 :
Tia X có bước sóng \(71pm\) làm bật ra các quang – electron từ một lá vàng. Các electron này bắt nguồn từ sâu trong các nguyên tử vàng. Các electron bắn ra chuyển động theo các quỹ đạo tròn có bán kính \(r\) trong một từ trường đều, có cảm ứng từ là \(B\). Thực nghiệm cho \(B.r = 1,{88.10^{ - 4}}\left( {T.m} \right)\). Tính công thoát của vàng?
Đáp án : D Phương pháp giải :
Điện tích chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ với quỹ đạo tròn có bán kính: \(r = \dfrac{{mv}}{{qB}}\) Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện: \(\dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \dfrac{1}{2}m{v_{0\max }}^2\) Lời giải chi tiết :
Electron chuyển động trong từ trường với quỹ đạo tròn có bán kính là: \(r = \dfrac{{mv}}{{eB}} \Rightarrow v = \dfrac{{e.Br}}{m} = \dfrac{{1,{{6.10}^{ - 19}}.1,{{88.10}^{ - 4}}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}} \approx {33.10^6}\,\,\left( {m/s} \right)\) Áp dụng công thức Anh—xtanh về hiện tượng quang điện, ta có: \(\begin{array}{l}\dfrac{{hc}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v_{0\max }}^2\\ \Rightarrow \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{71.10}^{ - 12}}}} = A + \dfrac{1}{2}.9,{1.10^{ - 31}}.{\left( {{{33.10}^6}} \right)^2}\\ \Rightarrow A = 2,{3.10^{ - 15}}\,\,\left( J \right) = 14,4\,\,\left( {keV} \right)\end{array}\)
Câu 30 :
Trong y học, người ta dùng một máy laze phát ra chùm laze có bước sóng \(\lambda \) để đốt các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \({\rm{1}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) mô là \(2,53{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J\). Biết hằng số Plăng \(h = 6,{625.10^{ - 34}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J.s\), tốc độ ánh sáng trong chân không \(c = {3.10^8}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m/s\). Giá trị của \(\lambda \) là
Đáp án : D Phương pháp giải :
Năng lượng của chùm laze: \(A = n.\varepsilon = n.\frac{{h.c}}{\lambda }\) Lời giải chi tiết :
+ Năng lượng của 1 photon: \(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda }\) \( \Rightarrow \) Năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) là: \(A = {30.10^{18}}.\varepsilon = {30.10^{18}}{\mkern 1mu} .\dfrac{{hc}}{\lambda }\,\,\,\left( J \right)\) + Năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \({\rm{1}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) mô là \(2,53{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J\) \(A' = 4.2,53 = 10,12J\) + Để đốt được phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) nên ta có: \(\begin{array}{l}A = A' \Leftrightarrow 10,12 = {30.10^{18}}{\mkern 1mu} .\dfrac{{hc}}{\lambda }\\ \Leftrightarrow 10,12 = {30.10^{18}}.\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{\lambda }\\ \Rightarrow \lambda = 5,{89.10^{ - 7}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( m \right) = 589{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {nm} \right)\end{array}\)
|
