bài tập chương lượng tử ánh sáng

BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG∗ Dạng 1: Tính các đại lượng cơ bản (công thoát A, v0max, P, ibh, Uh, H…)I. Tóm tắt công thức: c λ Với hằng số Plăng h =6,625.10-34J.s, vận tốc ánh sáng c = 3.108
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
bài tập chương lượng tử ánh sáng BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG∗ Dạng 1: Tính các đại lượng cơ bản (công thoát A, v0max, P, ibh, Uh, H…)I. Tóm tắt công thức: c1. Lượng tử ánh sáng có năng lượng: ε = hf = h λ Với hằng số Plăng h =6,625.10-34J.s, vận tốc ánh sáng c = 3.108 m/s c 1 22. Phương trình Anhxtanh: ε = hf = h = A + W0đmax = A + m v 0max λ 2 A: công thoát phụ thuộc vào bản chất của kim loại 1 2 W0đmax = m v 0max là động năng ban đầu cực đại của quang electron. 2 c3. Giới hạn quang điện: λ0 = h A → điều kiện để xẩy ra hiện tượng quang điện là λ ≤ λ0 c4. Công suất bức xạ của nguồn sáng: P = Nε = N.h λ Với N: là số photon phát ra trong 1 giây từ một đơn vị của diện tích của nguồn sáng.5. Cường độ dòng quang điện bảo hòa: ibh = n.e Với n là số quang electron bật ra sau một giây. n6. Hiệu suất lượng tử: H = 100% N 1 27. Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu: e.Uh = m v 0max 2 → e.Uh = ε - A = hf – A Chú ý: + 1 eV = 1,6.10-19 J + Uh = - UAKII. Bài tập áp dụng:1. Tính năng lượng của các photon ứng với các ánh sáng có bước sóng 0,76 µm và 400 nm.2. Giới hạn quang điện của Vonfam là 0,275 µm. a. Hỏi khi chiếu ánh sáng trắng vào vonfam thì có hiện tượng quang điện xẩy ra không? Giải thích? b. Tính động năng ban đầu cực đại của electron quang điện khi bức xạ chiếu vào có bước sóng 0,18µm ? c. Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện ?3. Biết công thoát của electron ra khỏi bề mặt của nhôm và kali lần lượt là 3,45 eV và 2,25 eV. Chiếuchùm sáng có tần số 7.108 MHz lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và kali. a. Hiện tượng quang điện xẩy ra với bảng kim loại nào? b. Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang electron nếu có hiện tượng quang điện?4. Chiếu bức xạ λ = 0,2 µm vào một tấm kim loại. Các electron bắn ra có động năng cực đại bằng 2,5eV. Hỏi khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt 2 bức xạ λ1 = 0,6 µm và λ2 = 0,3 µm thì có hiện tượngquang điện xẩy ra với bức xạ nào? Nếu có, hãy tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quangđiện đó.5. Cho biết giới hạn quang điện của Xesi là 6600 A0. a. Tính công thoát của electron ra khỏi bề mặt Xesi. b. Một tế bào quang điện có catot làm bằng xesi, chiếu ánh sáng có bước sóng λ =0,5 µm vào catot.Tính hiệu điện thế giữa anot và catot để cường độ dòng quang điện bằng không. 16. Cho biết công thoát của đồng là 4,47 eV. Chiếu bức xạ λ = 0,14 µm vào một quả cầu bằng đồng đặtxa các vật khác thì quả cầu tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu?7. Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,405 µm vào bề mặt catot của một tế bào quang điệntạo ra một dòng điện có cường độ bão hòa. Người ta có thể làm triệt tiêu dòng quang điện này bằngmột hiệu điện thế hãm Uh = 1,26 V. a. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của quang electron. b. Tìm công thoát của electron thoát ra khỏi bề mặt kim loại dùng làm catot. c. Cho biết cường độ bão hòa là 5 mA, tính số electron quang điện thoát ra trong 1 s. d. Cho công suất chiếu sáng lên catot là 1,5 W. Tính hiệu suất lượng tử của tế bào quang điện.8. Một tế bào quang điện có catot làm bằng kim loại có giới hạn quang điện λ0 = 0,578 µm. a. Tính công thoát của electron ra khỏi kim loại trên. b. Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng có bước sóng λ = λ0, tính vận tốc của electron quang điệnkhi đến anot biết rằng hiệu điện thế giữa anot và catot bằng 45 V.9. Khi chiếu vào catot của một tế bào quang điện một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,1084 µm vàkhi hiệu điện thế giữa anot và catot là UAK= - 2V thì cường độ dòng quang điện bằng 0. a. Xác định giới hạn của kim loại dùng làm catot. b. Nếu chiếu vào catot của tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng λ’ = λ/2 mà vẫn duy trìhiệu điện thế giữa anot và catot là UAK= - 2V thì động năng cực đại của các electron khi bay sang đếnanot là bao nhiêu?10. Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 µm vào bề mặt của tế bào quang điện ta có dòng quang điệnbảo hòa có cường độ ibh ta có thể làm triệt tiêu dòng này với hiệu điện thế hãm Uh = 1,26V. a. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện. b. Tìm công thoát của elec ...