Bài tập rèn luyện Lượng tử ánh sáng lớp 12

Đưa ra các dạng bài tập về lượng tử ánh sáng giúp học sinh lớp 12 ôn tập tốt phần Lượng tử ánh sáng môn Vật lý. Mời các bạn cùng tham khảo Bài tập rèn luyện Lượng tử ánh sáng lớp 12 để có thêm kỹ năng giải bài tập phần Lượng tử ánh sáng. Chúc các bạn ôn tập tốt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập rèn luyện Lượng tử ánh sáng lớp 12 BÀI TẬP RÈN LUYỆNLƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG LỚP 12CÁC DẠNG TOÁN CƠ BẢNI.Dạng 1 – Áp dụng công thức Anhxtanh cho hiện tượng quang điện - Xác định các đại lượng đặctrưng A, 0 ,  , Ed0 , v0max1.Phương pháp và chú ý khi giải toán. 2 hc 1 h.c mv0 maxPhương trình Anhxtanh:  =hf = 2 = A + mv 0 max Công thoát: A  ; eU h   2 0 2 1 1Động năng cực đại: Wd max  hc(  )  0 2hc 1 1=> Tốc độ cực đại: v0  (  ) me  0h = 6,625.10-34 J.s - Hằng số Plankc = 3.108 m/s - Tốc độ ánh sáng trong chân khôngf: Tần số ánh sáng (Hz).e = -1,6.10-19 C; hay e = 1,6.10-19 C - Điện tích electronm (hay me ) = 9,1.10-31 kg - Khối lượng của electronA: là công thoát của electron khỏi bề mặt kim loại (J)0 : Giới hạn quang điện (m) 1( mv 0 max ): Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện (J) 2 2Uh : Hiệu điện thế hãm (V)Đổi đơn vị năng lượng: 1eV=1,6.10-19J. 1MeV=1,6.10-13J.2.Các bài tập ví dụBài tập 1: Giới hạn quang điện của kẽm là o = 0,35m. Tính công thoát của êlectron khỏi kẽm?ĐS: 5,67857.10-19 J = 3,549eVBài tập 2: Giới hạn quang điện của đồng (Cu) là λ0 = 0,30 μm. Biết hằng số h = 6,625.10-34 J.s và vậntốc truyền ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s. Tính công thoát của êlectrôn khỏi bề mặt của đồngĐS: A  6,625.10-19 J.Bài tập 3: Một kim loại có công thoát là 2,5eV. Tính giới hạn quang điện của kim loại đó :ĐS: 0,4969  mBài tập 4: Giới hạn quang điện của KL dùng làm Kotot là 0,66m. Tính: 1 1. Công thoát của KL dùng làm K theo đơn vị J và eV. 2. Tính động năng cực đại ban đầu và vận tốc cực đại của e quang điện khi bứt ra khỏi K, biết ánh sáng chiếu vào có bước sóng là 0,5m .ĐS: 1. A = 1,875eV=3.10-19 J . 1 1 2hc 1 1 2. Wd max  hc(  ) = 9,63.10-20 J => v0  (  ) = 4,6.105 m/s  0 me  0Bài tập 5: Giới hạn quang điện của đồng là 0,30  m. Khi đó công thoát của êlectron ra khỏi đồng nhậngiá trị nào sau đây? A. 4,14 eV B. 6,62 eV C. 32.5 eV D. 1,26 eV.Bài tập 6: Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34J.s và vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s.Năng lượng một phôtôn (lượng tử năng lượng) của ánh sáng có bước sóng λ = 6,625.10 -7m làA. 10-19J. B. 10-18J. C. 3.10-20J. D. 3.10-19J.Bài tập 7: Catốt của một tế bào quang điện có công thoát bằng 3,5eV.a. Tìm tần số giới hạn và giới hạn quang điện của kim loại ấy. ĐS: a.o =0,355 mb. Khi chiếu vào catốt một bức xạ có bước sóng 250 nm có xảy ra hiện tượng quang điện không? -Tìm hiệu điện thế giữa A và K để dòng quang điện bằng 0. -Tìm động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện. -Tìm vận tốc của các êlectron quang điện khi bật ra khỏi K.b. Vì  = 250 nm =0,250m < o = 0,355 m nên xảy ra hiện tượng quang điện; Uh = - 1,47 V 2mv0 MAX 2Wđ = 0,235.10-18J; Vận tốc của êlectron v0   7,19.105 m/s. 2 mII.Dạng 2 – Liên hệ giữa động năng ban đầu (tốc độ ban đầu) và hiệu điện thế giữa A và K1.Công thức và phương pháp giải hc 1 2-PT Anhxtanh: hf = = A + mv 0 max .  2 hc 1 1- Định lý động năng: eUh  Wd max => U h  . (  ) e  0+ Với U là hiệu điện thế giữa anot và catot, vA là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, v0 = 1 1v0max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì: eU 2 mv A 2 mv0 max 2 22.Các bài tập ví dụ 2Bài tập 1: Ta chiếu ánh sáng có bước sóng0,42 m vào K của một tế bào quang điện. Công thoát củaKL làm K là 2eV. Để triệt tiêu dòng quang điện thì phải duy trì một hiệu điện thế hãmUAK bằng bao hc 1 1nhiêu? đs: U h  (  ) Tính được Uh= - 0,95V e  0 14Bài tập 2: Chiếu chùm bức xạ điện từ có tần số f = 5,76.10 Hz vào một miếng kim loại thì các quangelectron có vận tốc ban đầu cực đại là v = 0,4.106 m/s. Tính công thoát electron và bước sóng giới hạnquang điện của kim loại đó. đs: A = 3,088.10-19 J; 0 = 0,64.10-6 m.Bài tập 3: Công thoát electron khỏi kim loại natri là 2,48 eV. Một tế bào quang điện có catôt làm bằngnatri, khi được chiếu sáng bằng chùm bức xạ có  = 0,36 m thì cho một dòng quang điện có cường độbảo hòa là 3A. Tính vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện và số electron bứt ra khỏi catôt 2Wd 0 Itrong 1 giây. đs: Wd0 = 1,55.10-19 J; v0 = = 0,58.106 m/s; ne = bh = 1,875.1013. ...