Dạng 4: Hiệu suất lượng tử năng lượng

[Doremon]

1. Phương pháp
Hiệu suất lượng tử là tỉ số giữa số quang elêctron bứt ra khỏi catôt và số photon chiếu tới catôt trong cùng khoảng thời gian: $H = \frac{n}{N} = \frac{{{I_{bh}}\varepsilon }}{{P\left| e \right|}} = \frac{{{I_{bh}}hf}}{{P\left| e \right|}} = \frac{{{I_{bh}}hc}}{{P\lambda \left| e \right|}}$
2. Vận dụng

Ví dụ 1:Chiếu một bức xạ điện tử có bước sóng λ = 0,5μm vào bề mặt catôt của tế bào quang điện tạo thành dòng bão hòa I = 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào catôt là P = 1,5W. Biết h = 6,625.$10^{-34}Js, c = 3.$10^8$m/s và |e| = 1,6.$10^{-19}C. Tìm hiệu suất lượng tử là bao nhiêu?
A. 46%
B. 53%
C. 84%
D. 67%

Lời giải​

Hiệu suất lượng tử năng lượng: $H = \frac{n}{N}\,\, = \frac{{Ihc}}{{\left| e \right|.P.\lambda }} = 53\% $
Chọn B

Ví dụ 2:
Catốt của một tế bào quang điện làm bằng Xeđi được chiếu bởi bức xạ có λ, thì xảy ra hiện tượng quang điện. Biết h = 6,625.$10^{-34}$Js, c = 3.$10^8$m/s và |e| = 1,6.$10^{-19}C. Cho cường độ dòng quang điện bão hòa 2 μA và hiệu suất quang điện H = 0,5%. Số photon tới catôt trong mỗi giây là
A. 1,5.$10^{15}$ phôtôn
B. 2.$10^{15}$ phôtôn
C. 2,5.$10^{15}$ phôtôn
D. 5.$10^{15}$ phôtôn

Lời giải​

$H = \frac{n}{N} = \frac{{\frac{I}{{\left| e \right|}}}}{N} = \frac{I}{{N.\left| e \right|}} \to N = \frac{I}{{H.\left| e \right|}} = 2,{5.10^{15}}$
Chọn C

Ví dụ 3:
Kim loại dùng làm catot của một tế bào quang điện có công thoát là 1,8 eV. Chiếu vào catot một chùm ánh sáng có bước sóng 600 nm từ nguồn sáng có công suất 2 mW thì cứ có 100 photon đập vào catot có 2 electron bật ra. Lấy h = 6,625.$10^{-34}Js và c = 3.$10^8$ m/s. Dòng quang điện bão hòa thỏa mãn giá trị nào dưới đây
A. 2,26 µA.
B. 1,93 µA.
C. 1,65 µA.
D. 2,12 µA.

Lời giải​

$H = \frac{n}{N} = \frac{{{I_{bh}}hc}}{{P\lambda \left| e \right|}} \to {I_{bh}} = \frac{n}{N}.\frac{{P\lambda \left| e \right|}}{{hc}} = 1,{93.10^{ - 5}}\left( A \right)$
Chọn B

 

[Đăng Anh]

Thanks a lot