Ôn tập lượng tử ánh sáng (phần 16)

[Doremon]

Câu 1.Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ$_1$ = 0,30μm vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2 V. Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào quang điện trên một hiệu điện thế U$_{AK}$ = - 2V và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước sóng λ2 = 0,15μm thì động năng cực đại của êlectron quang điện ngay trước khi tới anôt bằng
A. 1,325.10$^{-18}$J.
B. 6,625.10$^{-19}$J.
C. 9,825.10$^{-19}$J.
D. 3,425.10$^{-19}$J.

Câu 2.Theo quan điểm của thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm.
B. Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang năng lượng.
C. Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau.
D. Khi ánh sáng truyền đi các phôtôn ánh sáng có năng lượng không đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sáng.

Câu 3.Công thoát electron của một kim loại dùng làm catot là A = 3,6 eV. Giới hạn quan điện của kim loại đó là
A. 1,35 μm.
B. 0,345 μm.
C. 0,321 μm.
D. 0,426 μm.

Câu 4.Hiệu điện thế giữa anot và catot của ống Rơnghen là 15kV. Bỏ qua động năng của electron khi bứt ra khỏi catot. Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra là
A. 8,27.10$^{-9}$m.
B. 8,27.10$^{-10}$m.
C. 8,27.10$^{-12}$m.
D. 8,27.10$^{-11}$m

Câu 5.Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f$_1$, f$_2$ (với f$_1$ < f$_2$) vào một quả cầu kim loại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V$_1$, V$_2$. Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là
A. (V$_1$ + V$_2$).
B. |V$_1$ – V$_2$|.
C. V$_2$.
D. V$_1$.

 

[Doremon]

Câu 1.Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ1_1 = 0,30μm vào catôt của một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện và hiệu điện thế hãm lúc đó là 2 V. Nếu đặt vào giữa anôt và catôt của tế bào quang điện trên một hiệu điện thế UAK_{AK} = - 2V và chiếu vào catôt một bức xạ điện từ khác có bước sóng λ2 = 0,15μm thì động năng cực đại của êlectron quang điện ngay trước khi tới anôt bằng
A. 1,325.10−18^{-18}J.
B. 6,625.10−19^{-19}J.
C. 9,825.10−19^{-19}J.
D. 3,425.10−19^{-19}J.

+ Công thoát: $A = \frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} - \left| e \right|{U_h} = 3,{425.10^{ - 19}}J$
+ Động năng ban đầu cực đại của electron khi được chiểu bởi bức xạ λ2 là ${W_{đ \max }} = \frac{{hc}}{{{\lambda _2}}} - A = 9,{825.10^{ - 19}}J$
+ Vì đặt vào anot và catot hiệu điện thế âm U$_{AK}$ = - 2V → U$_{KA}$ = 2V nên các electron đi sang catot bị hãm bởi hiệu điện thế này. Theo định lí biến thiên động năng ta có: ${{\rm{W}}_{đ A}} = {W_{đ \max }} + \left| e \right|{U_{KA}} = 9,{825.10^{ - 19}} - 1,{6.10^{ - 19}} = 6,{625.10^{19}}J$

Câu 2.Theo quan điểm của thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm.
B. Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang năng lượng.
C. Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau.
D. Khi ánh sáng truyền đi các phôtôn ánh sáng có năng lượng không đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách đến nguồn sáng.

Phương án C

Câu 3.Công thoát electron của một kim loại dùng làm catot là A = 3,6 eV. Giới hạn quan điện của kim loại đó là
A. 1,35 μm.
B. 0,345 μm.
C. 0,321 μm.
D. 0,426 μm.

$A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \to {\lambda _0} = 0,345\left( {\mu m} \right)$

Câu 4.Hiệu điện thế giữa anot và catot của ống Rơnghen là 15kV. Bỏ qua động năng của electron khi bứt ra khỏi catot. Bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống có thể phát ra là
A. 8,27.10−9^{-9}m.
B. 8,27.10−10^{-10}m.
C. 8,27.10−12^{-12}m.
D. 8,27.10−11^{-11}m

+ theo định lí động năng ta có :của động năng electron khi đập vào catot: E$_đ$ = |e|U
Theo định luật bảo toàn năng lượng: ${E_{{\rm{d}}\left( {\max } \right)}} = \varepsilon = \frac{{hc}}{{{\lambda _{\min }}}}\,\,\left( 2 \right)$
Từ (1) và (2): ${\lambda _{\min }} = \frac{{hc}}{{\left| e \right|U}} = 8,{28.10^{ - 11}}\left( m \right)$

Câu 5.Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f1_1, f2_2 (với f1_1 < f2_2) vào một quả cầu kim loại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V1_1, V2_2. Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đại của nó là
A. (V1_1 + V2_2).
B. |V1_1 – V2_2|.
C. V2_2.
D. V1_1.

Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng công cản: $\frac{{mv_{2m{\rm{ax}}}^2}}{2} = \left| e \right|{V_{max}} = \left| e \right|{V_2}$