Các Dạng Bài Tập Chương Lượng Tử ánh Sáng

• Khóa học
• Trắc nghiệm
  • Câu hỏi
  • Đề thi
  • Phòng thi trực tuyến
  • Đề tạo tự động
• Bài viết
• Hỏi đáp
• Giải BT
• Tài liệu
  • Đề thi - Kiểm tra
  • Giáo án
• Games
• Đăng nhập / Đăng ký

• Khóa học
• Đề thi
• Phòng thi trực tuyến
• Đề tạo tự động
• Bài viết
• Câu hỏi
• Hỏi đáp
• Giải bài tập
• Tài liệu
• Games
• Nạp thẻ

• Đăng nhập / Đăng ký

Trang chủ / Tài liệu / Các dạng bài tập chương Lượng tử ánh sáng Các dạng bài tập chương Lượng tử ánh sáng ctvloga13 5 năm trước 495 lượt xem 29 lượt tải

Chào các quý thầy cô, hôm nay LogaVN gửi tới quý thầy cô giáo án "Các dạng bài tập chương Lượng tử ánh sáng". Hi vọng sẽ giúp ích cho các quý thầy cô giảng dạy.

CHƯƠNG 7 – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.

I. HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG:

1. Hiện tượng quang điện: (ngoài) Khi chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp vào một

tấm kim loại thì làm cho các electron ở mặt kim loại bị bứt ra, đó là hiện tượng quang điện (ngoài).

* Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng êléctron liên kết được giải phóng thành êléctron

dẫn trong chất bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

+ Giống nhau: đều có sự giải phóng êléctron khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

+ Khác nhau:

Hiện tượng quang điện ngoài: electron ra khỏi khối chất, năng lượng giải phóng êléctron lớn;

Hiện tượng quang điện trong: electron vẫn ở trong khối chất, năng lượng giải phóng êléctron nhỏ,

có thể chỉ cần tia hồng ngoại.

2. Định luật giới hạn quang điện

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.

Định luật về giới hạn quang điện chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng.

Tải xuống

GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 1 -

CHƯƠNG 7 – LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.

I. HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG:

1. Hiện tượng quang điện: (ngoài) Khi chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng thích hợp vào một

tấm kim loại thì làm cho các electron ở mặt kim loại bị bứt ra, đó là hiện tượng quang điện (ngoài).

* Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng êléctron liên kết được giải phóng thành êléctron

dẫn trong chất bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

+ Giống nhau: đều có sự giải phóng êléctron khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

+ Khác nhau:

Hiện tượng quang điện ngoài: electron ra khỏi khối chất, năng lượng giải phóng êléctron lớn;

Hiện tượng quang điện trong: electron vẫn ở trong khối chất, năng lượng giải phóng êléctron nhỏ,

có thể chỉ cần tia hồng ngoại.

2. Định luật giới hạn quang điện

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn hay bằng giới hạn quang

điện

0

 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.

0

hc hc

hf A 

 

   

Giới hạn quang điện:

o

0

hc

A

A

hc



   

A: công thoát electron của kim loại.

h = 6,625.10

-34

J.s gọi là hằng số Plăng.

0

 : giới hạn quang điện của kim loại.

1, 242 (eV. m) hc  

Ví dụ:

0 0

1, 242( .) 4 0.305 () 4( .) hc eV m

A eV m

A eV m



  



     

0

0

1, 242( .) 0.305 () 4 () 0.305 () hc eV m

m A A eV

m



 

 

     

Giới hạn quang điện của mỗi kim loại đặc trưng riêng của kim loại đó.

Chất

0

() m  

Chất

0

() m  

Bạc 0,26 Natri O,50

Đồng 0,30 Kali 0,55

Kẽm 0,35 Xesi 0,66

Nhôm 0,36 Canxi 0,75

Định luật về giới hạn quang điện chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng.

Từ Các định luật quang điện:

a. Định luật 1: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có

bước sóng nhỏ hơn, hoặc bằng bước sóng

0

 .

0

 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại.

b. Định luật 2: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp ( 0

  ) cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ

thuận với cường độ chùm sáng kích thích.

c. Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện

2

max

1

2

e

m không phụ thuộc

cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim

loại dùng làm Catot.( 2

mv

A

2

max 0

  ) 3. Thuyết lượng tử ánh sáng.GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 2 -

a) Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng:(1900) Năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định

và bằng hf ; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra, còn h là một hằng số. Lượng

năng lượng nói trên là lượng tử năng lượng :



  

c

h hf

trong đó h = 6,625.10

-34

J.s gọi là hằng số Plăng.

b) Thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết Photon(Anhxtanh -1905) : dùng để giải thích hiện

tượng quang điện và chứng tỏ ánh sáng có tính hạt.

 Ánh sáng được thành bởi các hạt phôtôn. (Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt là một

phôtôn (hay lượng tử ánh sáng)). Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn

vị thời gian.

 Trong chân không, photon bay với tốc độ c = 3.10

8

m/s dọc theo các tia sáng.

 Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhhau, mỗi photon mang năng lượng

hc

hf 



  . (Phôtôn có vận tốc của ánh sáng, trong chân không, có một động lượng xác định

2

1

2

p

m c và mang một năng lượng xác định

hc

hf 



 ). Năng lượng

hc

hf 



  chỉ phụ thuộc

vào tần số f(hay bước sóng ) của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ nó đến

nguồn sáng.

 Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một

photon.

Giải thích các định luật quang điện

Hiện tượng quang điện là sự va chạm giữa phôtôn với êlectron trong kim loại. Trong va chạm

đó, phôtôn bị êlectron quang điện hấp thụ hoàn toàn, và nhường toàn bộ năng lượng = h f của nó cho

êlectron. Đối với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng này được dùng vào hai

việc :

- Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để nó thắng được lực liên kết với mạng

tinh thể và thoát ra ngoài mặt kim loại;

- Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu cực đại

2

0max

2

mv

, ngay sau khi nó bứt ra khỏi

bề mặt kim loại.

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có

2

0max

2

mv

hf A  

Là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.

Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng:

Nhiểu hiện tượng chứng tỏ:

Hiện thượng giao thoa, tán sắc ánh sáng… chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. Hiện tượng

quang điện, tính đâm xuyên, ion hóa, phát quang… chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt.

-> ánh sáng cừa có tính hạt, vừa có tính sóng: ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt. Dù có tính chất nào của

ánh sáng hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất sóng điện từ.

4. Các công thức về quang điện:

+ Năng lượng của lượng tử:



  

hc

hf ;GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 3 -

+ Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.

2

mv

A

2

max 0

  

+ Giới hạn quang điện:

o

0

hc

A

A

hc



   

+ Hiệu điện thế hãm: U

h

và động năng cực đại của êlectron:

2

max 0 h

v . m

2

1

e U  .

+ Công suất chùm sáng:

P

P N . 

N

P

: số photon ánh sáng trong môt giây.

+ Cường độ dòng quang điện bào hoà:

bh e

I N .e 

N

e

là số êlectron quang điện trong 1 giây.

e = 1,6.10

-19

C

+ Hiệu suất lượng tử:

' N

N

H

P

e

 ; ' N

P

là số photon ánh sáng đến catốt trong 1 giây.

+ Số photon ánh sáng đến catốt và số photon ánh sáng: N

P

’ = H’.N

P

H’ là số phần trăm ánh sáng đến catốt (thường các bài toán H’ = 100%, nên N

P

= N

P

’).

+ Động năng êlectron đến đối catốt trong ống tia X:

1 AK 2

W - e . U W

® ®

= .

+ Bước sóng cực tiểu của tia X:

2

min

W

hc

®

=  .

Các hằng số:

+ h = 6,625.10

-34

J.s.

+ c = 3.10

8

m/s.

+ m

e

= 9,1.10

-31

kg.

+ e = 1,6.10

-19

C.

+ 1eV = 1,6.10

-19

J.

6. Hiện tượng quang điện cũng được ứng dụng trong các tế bào quang điện, trong các dụng cụ để

biến đổi các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện.

7. Hiện tượng quang dẫn

Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu ánh sáng và trở thành chất dẫn điện tốt

khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. Một số chất như sau:

Chất

0

() m  

Chất

0

() m  

CdTe 0,82 PbS 4,14

CdS 0,90 PbTe 4,97

Si 1,11 PbSe 5,65

Ge 1,88

Hiện tượng quang điện trong : là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng

trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện.

Ánh sáng hồng ngoại cũng có thể gây ra hiện tượng quang hiện trong.

Năng lượng kích hoạt (năng lượng giải phóng) là năng lượng cần thiết để giải phóng một electron

liên kết thành electron dẫn.

Năng lượng giải phóngGV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 4 -

Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng trong các quang điện trở, pin quang điện.

So sánh hiện tượng quang điện trong và hiện tượng quang điện ngoài:

+ Giống nhau: đều có sự giải phóng êléctron khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.

+ Khác nhau:

Hiện tượng quang điện ngoài: electron ra khỏi khối chất, năng lượng giải phóng êléctron lớn;

Hiện tượng quang điện trong: electron dẫn chuyển động ngay trong chất bán dẫn

Cả hai hiện tượng đề co giới hạn quang điện

0

 , nhưng với hiện tượng quang điện trong thường

có

0

 lớn hơn (tức năng lượng giải phóng hay công thoát electron nhỏ hơn) so với hiện tượng quang

điện ngoài, ngay cả tia hồng ngoại cũng có thể gây ra hiện tượng quang hiện trong.

Quang trở: là một điện trở làm bằng chất quang dẫn. có điện trở bị giảm mạnh khi chiếu ánh sáng

thích hợp.

Phin quang điện ( pin mặt trời) là một nguồn chạy bằng năng lượng ánh sáng. Nó biền đổi trực tiếp

quang năng thành điện năng. Pin hoạt động dựa váo hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh lớp

chặn.

Hiệu suất pin quang điện nhỏ hơn 10%.

Hiện tượng phát quang

Sự phát quang là hiện tượng có một số chất khi hấp thụ ánh sáng có bước sóng (năng lượng ánh

sáng) này để phát ra ánh sáng có bước sóng (năng lượng ánh sáng) khác có bước sóng lớn hơn bước

sóng hấp thụ ban đầu ( át ích ích át kích ích

hay

ph k th ph th

     ).

Chất có khả năng phát quang là chất phát quang.

Sự phát quang có hai đặc điểm quan trọng :

+ sự phát quang kéo dài một khoảng thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích.

+ thời gian phát quang dài hay ngắn phụ tuộc vào chất phát quang..

Các dạng quang phát quang : lân quang và huỳnh quang

Sự huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10

-8

s). Nó thường xảy ra với

chất lỏng và chất khí.

Sự lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (10

-6

s trở lên); nó thường xảy ra với chất

rắn.

Đặc điểm nổi bật của các sự quang phát quang là bước sóng’ của ánh sáng phát quang bao giờ

cũng lớn hơn bước sóng của ánh sáng mà chất phát quang hấp thụ :’ >

Ứng dụng: trong đèn ống (đèn huỳng quang), sơn phản quang, màn hình tivi…

Mẫu nguyên tử Bohr.

Mô hình hành tinh nguyên tử

Mẫu nguyên tử Bohr là sự vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng vào hệ thống nguyên tử và đề ra một

mẫu nguyên tử mới.

Mẫu nguyên tử Bobr giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử, đặc biệt là

nguyên tử Hidro.

Mẫu nguyên tử Bohr vẫn giữ giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford ( Rơ dơ pho).

Các tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử.

a. Tiên đề về các trạng thái dừng:

Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng. Khi

ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 5 -

Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quang hạt nhân trên những

quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng.

Năng lượng của nguyên tử bao gồm động năng của các electron và thế năng tương tác tĩnh điện

giữa electron và hạt nhân.

Bình thường, nguyên tử ở trong trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất và các electron chuyển

động trên quỹ đạo gần hạt nhân nhất, đó là trạng thái cơ bản.

Trạng thái kích thích là trạng thái khi nguyên tử hấp thụ năng lượng thì chuyển lên các trạng thái

dừng có năng lượng cao hơn và và các electron chuyển động trên quỹ đạo xa hạt nhân nhất.

Các trạng thái có năng lượng càng cao thì ứng với bán kính quỹ đạo của các electron càng lớn và

trạng thái đó kém bền vững.

b. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:

Trạng thái dừng có năng lượng càng cao thì càng kém bền vững. Do đó, khi nguyên tử ở các

trạng thái dừng có năng lượng lớn bao giờ nó cũng có xu hướng chuyển sang trạng thái dừng có năng

lượng nhỏ.

Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E

m

sang trạng thái dừng có năng lượng

E

n

( với E

m

> E

n

) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E

m

– E

n

:

 = hf

mn

= E

m

- E

n

Với f

mn

là tần số của sóng ánh sáng ứng với phôtôn đó.

Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E

n

thấp mà hấp thụ được một

phôtôn có năng lượng hf

mn

đúng bằng hiệu E

m

– E

n

thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng E

m

lớn hơn.

Tiên đề cho thấy: nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát

ra ánh sáng có bước sóng ấy.

Một hệ quả rất quan trọng suy ra được từ hai tiên đề trên là:

Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những

quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.

Bo thấy rằng: Đối với nguyên tử hiđrô, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương

của các số nguyên liên tiếp:

 2 0

n 0

r r .n A  và 0

2

E

E eV

n



Với r

o

= 5,3.10

-11

m : gọi là bán kính Bo.

E

0

= 13,6 eV ; n = 1, 2, 3, . . . tương ứng với các mức năng lượng.

Trang thái n 1 2 3 4 5 6

Quỹ đạo K L M N O P

Bán kính

 2 0

n 0

r r .n A 

r

o

4r

o

9r

o

16r

o

25r

o

36r

o

Năng lượng

 0

2

E

E eV

n



0

2

E

1



0

2

E

2



0

2

E

3



0

2

E

4



0

2

E

5



0

2

E

6



Quỹ đạo có bán kính lớn ứng với năng lượng lớn, bán kính nhỏ ứng với năng lượng nhỏ.

Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử Hidro

Một trong những thành công quan trọng của mẫu nguyên tử Bo là giải thích được đầy đủ sự tạo

thành quang phổ vạch của hiđrô.

ở trạng thái bình thường (trạng thái cơ bản) nguyên tử hiđrro có năng lượng thấp nhất, êlectron

chuyển động trên quỹ đạo K.GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 6 -

Khi nguyên tử nhận năng lượng kích thích, êlectron chuyển lên các quỹ đạo có mức năng lượng

cao hơn: L, M, N, O, P v.v...

Nguyên tử sống trong trạng thái kích thích trong thời gian rất ngắn (khoảng 10

-8s ).

Sau đó

êlectrôn chuyển về các quỹ đạo bên trong và phát ra các phôtôn.

Mỗi khi êlectron chuyển từ một quỹ đạo có mức năng lượng cao xuống một quỹ đạo có mức

năng lượng thấp thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu mức năng lượng ứng với hai

quỹ đạo đó.

cao thap

hc

hf E E 



   

Mỗi phôtôn có một bước sóng ( tần số f

) ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc nhất định.

 = c/f

Mỗi sóng ánh sáng đơn sắc lại cho một

vạch quang phổ có một màu nhất định. Vì vậy

quang phổ là quang phổ vạch. Các vạch trong

quang phổ phát xạ của hiđrô sắp xếp thành những

dãy xác định, tách rời nhau:

Dãy Lai-man (Lyman): được tạo thành

khi êlectron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về

quỹ đạo K ( 1 m n  ) : L K: M K; N K;

O K và P K. Dãy này có bước sóng nằm

trong vùng tử ngoại :

1 1

1

m m

m

hc

E E 



  

Dãy Banme (Balmer): được tạo thành khi êlectron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ

đạo K( 2) m n   . Dãy này có bước sóng nằm trong miền ánh sáng nhìn thấy:

2 2

2

m m

m

hc

E E 



  

Vạch H : ứng với sự chuyển M L ( 

 = 0,6563m) : Đỏ - vạch thứ nhất

Vạch H : ứng với sự chuyển N L( 

 = 0,4861m): Lam - vạch thứ 2

Vạch H : ứng với sự chuyển O L ( 

 = 0,4340m) : Chàm - vạch thứ 3

Vạch H : ứng với sự chuyển P L ( 

 = 0,4102m): Tím - vạch thứ 4

Dãy Pa-sen(Paschen): Các vạch trong dãy Pasen được tạo thành khi các êlectron chuyển từ

các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M( 3) m n   . Dãy này có bước sóng nằm trong vùng hồng ngoại:

3 3

3

m m

m

hc

E E 



   .

Vậy, quy luật quang phổ của nguyên tử hiđrô cho thấy hệ thống nguyên từ tuân theo các quy

luật riêng khác với các quy luật của vật lí cổ điển: các quy luật lượng tử.

Sơ lược về laze

Laze là một nguồn ánh sáng phát ra một chùm ánh sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng

hiện tượng phát xạ cảm ứng.

  

P

O

N

M

L

K

K

Lai-man Ban-me Pa-senGV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 7 -

Hiện tượng phát xạ cảm ứng: nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra

một photon có năng lượng

hc

hf 



  , bắt gặp một photon có năng lượng

' '

'

hc

hf 



  đúng bằng hf

bay lướt qua nó thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra một photon . Photon có cùng năng lượng và

bay cùng phương với photon

'

 . Ngoài ra, sóng điện từ ứng với photon hoàn toàn cùng pha và dao

động trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với photon

'

 .

Đặc điểm của Laze:

 Tia laze là ánh sáng kết hợp

 Tia laze rất đơn sắc.

 Chùm tia laze rất song song.

 Chùm tia laze có mật độ công suất lớn.

.

Các loại laze: khí, rắn và bán dẫn. Ứng dụng của Laze trong các lĩnh vực: trong y hoc, thông tin

liên lạc, công nghiệp, trắc địa ….

II BÀI TẬP MẪU:

Bài 1. Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng = 0,489m vào một tấm kim loại kali dùng làm

câtốt của tế bào quang điện . Biết công thoát của kali là 2,15 eV .

a/ Tìm giới hạn quang điện của kali ?

b/ Tìm vận tốc cực đại của êléctrôn quang điện ra khỏi catốt ?

c/ Tìm hiệu điện thế hãm ?

d/ Biết I

bh

= 5 mA . công suất chùm tia chiếu vào katốt là 1,25 W và có 50% chiết vào ca tốt .

Tìm hiệu suất lượng tử ?

Giải :

a/ Ta có

0

= hc/A . Thay số :

0

= 0,578m .

b/ Từ công thức Anhxtanh suy ra : v

max

=

















A

hc

m

2

= 3,7.10

5

m/s

c/ eU

h

=

2

2

max 0

mv

= A

hc





=> U

h

=

















A

hc

e

1

= 0,39 V

d/ Năng lượng mỗi phôtôn là : = hf =



hc

= 4,064.10

—19

J

Số phô tôn bật ra trong mỗi giây là : N = P/ = 3,10.10

18

( hạt ) Cường dộ dòng quang điện bão hoà : I

bh

= ne với n là số êléctrôn thoát ra khỏi kim loại . Vì ta

tính trong một đơn vị thời gian nên : n = I

bh

/e = 3,12.10

16

(hạt) .

H =

N

n

= 10

—2

= 1% .GV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 8 -

Bài 2. Khi chiếu vào một tấm kim loại một chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,2m . Động năng cực

đại của các êléctrôn bắn ra khỏi catốt 8.10

—19

J . Hỏi khi chiếu lần lượt vào tấm kim loại đó hai chùm

sáng đơn sắc có bước sóng

1

= 1,4m &

2

= 0,1m thì có sẩy ra hiện tượng quang điện không ?

Nếu sẩy ra thì động năng cực đại của các êléctrôn ra khỏi catốt là bao nhiêu ?

Giải :

Theo công thức AnhXtanh => A =



hc

–

2

mv

2

max 0

=> A = 1,9.10

—19

J

Giới hạn quang điện của kim loại đó là :

0

=

A

hc

= 1,04.10

—6

m = 1,04m

Muốn hiện tượng quang điện sẩy ra thì bước sóng ánh sáng kích thích thoả mãn điều kiện 

0

nên hiện tượng quang điện không xẩy ra . Với

2

hf

X

=

X

hc



< eU

=>

X

>

eU

hc

. Do đó bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen phát ra là :

X

>

eU

hc

= 2,56.10

—10

m .

b/ Số êléctrôn đập vào đối catốt trong mỗi giây : n = I/e = 10

16

(hạt/s).

Từ công thức W

đ

= eU = mv

2

/2 => v = m / eU 2 = 4,1.10

7

(m/s) Bài 4. Trong nguyên tử Hyđô bán kính quỹ đạo dừng và năng lượng của êléctrôn trên quỹ đạo đó

tính theo công thức : r

n

= r

0

.n

2

(A

0

) và E = - E

0

/n

2

(eV) . Trong đó r

0

= 0,53 A

0

và E

0

= 13,6 eV ; n là

các số nguyên liên tiếp dương : n = 1, 2, 3, . . . tương ứng với các mực năng lượng .

a/ Xác định bán kính quỹ đạo thứ 2 , 3 và tìm vận tốc của êléctrôn trên quỹ đạo.

b/ Tìm hai bước sóng giới hạn của dẫy banme biết rằng các vạch của quang phổ của dẫy banme

ứng với sự chuyển từ trạng thái n > 2 về trạng thái n = 2 .

c/ Biết 4 bước sóng của 4 vạch đầu tiên của dẫy banme : đỏ có



 = 0,6563m ; Lam có



 =

4861m ; Chàm có



 = 0,4340m ; Tím có



 = 0,4102m Hãy tìm bước sóng 3 vạch đầu tiên của

dẫy Pasen thông qua các bước sóng đó .

Giải :

a/ áp dụng công thức : r

n

= r

0

.n

2

(A

0

) => r

2

= 4r

0

= 2,12 A

0

; r

3

= 9r

0

= 4,76 A

0

. Lực tương tác

hạt nhân và êléctrôn trong nguyên tử là : F = ke

2

/r

2

với k = 9.10

9

. Vì chuyển động tròn đều nên F là lựcGV. Bùi Thanh Sĩ

- Trang 9 -

hướng tâm : F = ma = mv

2

/r . Suy ra : ke

2

/r

2

= mv

2

/r => v =

mr

k

e ;

Thay số ta được : v

2

= 1,1.10

3

m/s , v

3

= 0,73.10

6

m/s .

b/ Bước sóng của các vạch trong dẫy banme được tính theo công thức hf =



hc

= E

m

– E

2

=>



hc

= E

0 













2 2

1

2

1

n

với n = 3 ,4 ,5 . . . Hai bước sóng giới hạn của dẫy banme ứng với n = 3 & n

=

Bước sóng thứ nhất : thay n = 3 ta được : hc/

1

= 5E

0

/36 =>

1

= 36hc/E

0

= 0,657.10

—6

m

Tương tự : hc/

2

= E

0

/4 =>

2

= hc/E

0

= 0,365.10

—6

m .

c/ Bước sóng của các vạch trong dẫy Pasen ứng với sự chuyển năng lượng từ trạng thái n > 3

về trạng thái n = 3 . Do đó chúng được tính theo công thức : hc/ = E

n

– E

3

, với n = 4, 5, 6 . . .

Ba vạch đầu ứng với sự chuyển trạng thái n = 4 , 5 , 6 về trạng thái n = 3 .

Vạch thứ nhất : hc/

1

= E

4

– E

3

= (E

4

– E

2

) – (E

3

– E

2

) Vạch thứ hai : hc/

2

= E

5

– E

3

= (E

5

– E

2

) – (E

3

– E

2

) Vạch thứ ba : hc/

3

= E

6

– E

3

= (E

6

– E

2

) – (E

3

– E

2

) Mà (E

3

– E

2

) = hc/



 ; (E

4

– E

2

) = hc/



 ; (E

5

– E

2

) = hc/



 ; (E

6

– E

2

) = hc/





Do đó :

 











hc hc hc

1

=>

3 2 1

1 1 1











=>

 

 

  

 

 

.

1

= 1,875m .

Tương tự :

 

 

  

 

 

.

2

= 1,282m .

 

 

  

 

 

.

3

= 1,093m .

Xem thêm Từ khóa: / Tài liệu / Tài liệu Đề xuất cho bạn Tài liệu Tải nhiều Xem nhiều Đề Minh Họa Toán lần 2 năm 2019 33961 lượt tải Một số câu hỏi trắc nghiệm Tin học lớp 11 (có đáp án) 16094 lượt tải NGÂN HÀNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LỊCH SỬ LỚP 11 - CÓ ĐÁP ÁN 9681 lượt tải Tổng Hợp Toàn Bộ Công Thức Toán 12 8530 lượt tải Bài tập tọa độ không gian Oxyz mức độ vận dụng có đáp án và lời giải chi tiết 7110 lượt tải Một số câu hỏi trắc nghiệm Tin học lớp 11 (có đáp án) 154189 lượt xem Bài tập tọa độ không gian Oxyz mức độ vận dụng có đáp án và lời giải chi tiết 115092 lượt xem Đề luyện tập kiểm tra môn Tiếng Anh lớp 10 - Unit 6: Gender equality 103453 lượt xem Đề luyện tập môn Tiếng Anh lớp 10 - Unit 4: For a better community (có đáp án) 81144 lượt xem Đề ôn tập kiểm tra môn Tiếng Anh lớp 11 - unit 4: Caring for those in need (có đáp án) 79279 lượt xem 2018 © Loga - Không Ngừng Sáng Tạo - Bùng Cháy Đam Mê Loga Team