Câu hỏi 1 :
Nguyên tử Hiđrô đang ở trạng thái dừng có mức năng lượng cơ bản thì hấp thụ một photon có năng lượng \(\varepsilon = {\rm{ }}{E_N}-{\rm{ }}{E_K}\) . Khi đó nguyên tử sẽ:
- A
Không chuyển lên trạng thái nào cả.
- B
Chuyển dần từ K lên L rồi lên N.
- C
Chuyển thẳng từ K lên N.
- D
Chuyển dần từ K lên L, từ L lên M, từ M lên N.
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Sử dụng tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử: Nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn.
Lời giải chi tiết:
Nguyên tử Hiđrô đang ở trạng thái dừng có mức năng lượng cơ bản thì hấp thụ một photon có năng lượng \(\varepsilon = {\rm{ }}{E_N}-{\rm{ }}{E_K}\) .
Khi đó nguyên tử sẽ chuyển thẳng từ K lên N
Câu hỏi 2 :
Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa khi:
- A
Tất cả các electron bật ra từ catốt khi catốt được chiếu sáng đều đi về được anốt
- B
Tất cả các electron bật ra từ catôt khi catốt được chiếu sáng đều quay trở về được catốt
- C
Có sự cân bằng giữa số electron bật ra từ catốt và số electron bị hút quay trở lại catốt.
- D
Số electron đi về được catốt không đổi theo thời gian.
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Vận dụng lí thuyết về dòng quang điện
Lời giải chi tiết:
Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa khi tất cả các electron bật ra từ catốt khi catốt được chiếu sáng đều đi về được anốt
Câu hỏi 3 :
Hiện tượng quang - phát quang là:
- A
Sự hấp thụ ánh sáng
- B
Sự phát xạ ánh sáng
- C
Sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác
- D
Sự hấp thụ ánh sáng có năng lượng thấp
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
Hiện tượng quang - phát quang là hiện tượng chất phát quang có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác
Câu hỏi 4 :
Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10-11 m. Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 13,25.10-10 m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng
- A
N
- B
M
- C
O
- D
P
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính bán kính quỹ đạo dừng \({r_n} = {n^2}.{r_0}\)
Lời giải chi tiết:
Quỹ đạo dừng có bán kính rn = 13,25.10-10 m = 52r0 => n = 5 => Quỹ đạo O
Câu hỏi 5 :
Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng \(0,38\mu m\) . Mỗi phôtôn của ánh sáng này mang năng lượng xấp xỉ bằng:
- A
5,23. 10-20 J
- B
2,49.10-31 J
- C
5,23.10-19 J
- D
2,49.10-19 J
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Năng lượng của photon ánh sáng:
\(\varepsilon {\text{ }} = {\text{ }}hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \)
Lời giải chi tiết:
Mỗi photon của ánh sáng tím mang năng lượng:
\(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{38.10}^{-6}}}} = 5,{23.10^{ - 19}}J\)
Câu hỏi 6 :
Chọn câu sai :
- A
Lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-6s trở lên).
- B
Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s).
- C
Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn nhỏ hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ : \(\lambda ' < \lambda \)
- D
Bước sóng \(\lambda '\) ánh sáng phát quang luôn lớn hơn bước sóng $\lambda $ của ánh sáng hấp thụ : \(\lambda ' > \lambda \)
Đáp án: C
Lời giải chi tiết:
A, B, D - đúng
C - sai vì Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích
Câu hỏi 7 :
Cho biết công thoát của Kali là
\(A{\text{ }} = {\text{ }}3,{6.10^{ - 19}}J\) . Chiếu vào Kali lần lượt bốn bức xạ
\({\lambda _1} = 0,4\mu m;{\text{ }}{\lambda _2} = 0,5\mu m{\text{ }};{\text{ }}{\lambda _3} = 0,6\mu m;{\text{ }}{\lambda _4} = 0,7\mu m\) .
Những bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với Kali?
- A
${\lambda _3}$ và ${\lambda _4}$
- B
${\lambda _1}$ và ${\lambda _2}$
- C
chỉ có ${\lambda _1}$
- D
${\lambda _1},{\lambda _2}$ và ${\lambda _3}$
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Sử dụng định luật về giới hạn quang điện
\(A{\text{ }} = {\text{ }}hc/{\lambda _0}\)
+ Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện:
\(\lambda \leqslant {\lambda _0}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có :
${\rm{A}} = \frac{{{\rm{hc}}}}{{{{\rm{\lambda }}_0}}}{\rm{}} \to {{\rm{\lambda }}_0} = \frac{{{\rm{hc}}}}{{\rm{A}}} = 0,552{\rm{\mu m}}$
Để gây ra hiện tượng quang điện thì bức xạ chiếu đến có bước sóng nhỏ hơn λ0 => bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện là λ1 và λ2
Câu hỏi 8 :
Theo quan điểm của thuyết lượng tử phát biểu nào sau đây là không đúng?
- A
Chùm ánh sáng là một dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn mang năng lượng.
- B
Cường độ chùm sáng tỉ lệ thuận với số phôtôn trong chùm.
- C
Khi ánh sáng truyền đi năng lượng của phôtôn ánh sáng không đổi, không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng.
- D
Các phôtôn có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau.
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Sử dụng lí thuyết của thuyết lượng tử Ánh sáng:
- Chùm ánh sáng là một chùm hạt ( phôtôn ; các lượng tử ánh sáng)
- Mỗi phôtôn có năng lượng xác định e = hf (f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng); năng lượng của photon ánh sáng không đổi khi ánh sáng truyền đi và không phụ thuộc khoảng cách đến nguồn sáng
- Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
- Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ \(c = {3.10^8}m/s\) trong chân không
Lời giải chi tiết:
A,B,C – đúng
D – sai vì các photn bay dọc theo tia sáng với tốc độ \(c = {3.10^8}m/s\), tuy nhiên các photon tong các chùm sáng khác nhau có bước sóng khác nhau, dẫn tới năng lượng \(\xi = \dfrac{{h.c}}{\lambda }\)là khác nhau
Câu hỏi 9 :
Điều nào sau đây là sai khi nói về quang trở?
- A
Bộ phận quan trọng của quang trở là một lớp bán dẫn có gắn hai điện cực.
- B
Quang trở thực chất là một điện trở mà giá trị điện trở của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ.
- C
Quang trở được dùng nhiều trong các hệ thống tự động, báo động.
- D
Quang trở chỉ hoạt động khi ánh sáng chiếu vào nó có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang dẫn của quang trở.
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
A, C, D - đúng
B - sai vì: Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi từ vài Megaôm (rất lớn) khi không được chiếu sáng xuống vài chục ôm khi được chiếu sáng thích hợp.
Câu hỏi 10 :
Cường độ dòng quang điện bão hòa
- A
Tỉ lệ nghịch với cường độ chùm sáng kích thích
- B
Tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích
- C
Không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích
- D
Tỉ lệ thuận với bình phương cường độ chùm sáng kích thích
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có \(\lambda \le {\lambda _0}\) ) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ của chùm sáng kích thích.
Câu hỏi 11 :
Chùm sáng do laze rubi phát ra có màu:
- A
Trắng
- B
Xanh
- C
Đỏ
- D
Vàng
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Sử dụng lí thuyết về laze rubi (Xem lí thuyết phần 4)
Lời giải chi tiết:
Ta có: Rubi (hồng ngọc) là Al2O3 có pha Cr2O3. Ánh sáng đỏ của hồng ngọc do ion Cr phát ra khi chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản => màu của Laze cũng là màu Rubi
Câu hỏi 12 :
Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi:
- A
Chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp.
- B
Tấm kim loại bị nhiễm điện do tiếp xúc với vật đã bị nhiễm điện khác.
- C
Kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ rất cao.
- D
Đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh.
Đáp án: A
Lời giải chi tiết:
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)
Câu hỏi 13 :
Hiện tượng các êlectrôn................... để cho chúng trở thành các êlectron dẫn gọi là hiện tượng quang điện bên trong. Hãy chọn các cụm từ sau đây điền vào chỗ trống?
- A
Bị bật ra khỏi catốt
- B
Phá vỡ liên kết để trở thành electrôn dẫn
- C
Chuyển động mạnh hơn
- D
Chuyển lên quỹ đạo có bán kính lớn hơn
Đáp án: B
Lời giải chi tiết:
Ta có: Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện.
Câu hỏi 14 :
Trong chùm tia Rơn-ghen phát ra từ một ống Rơn-ghen, người ta thấy những tia có tần số lớn nhất bằng \({f_{\max }} = {3.10^{18}}{\rm{Hz}}.\) Xác định tốc độ cực đại của electron ngay trước khi đập vào đối Katot.
- A
6,61.107 (m/s)
- B
1,66.107 (m/s)
- C
66,1.107 (m/s)
- D
16,6.107 (m/s)
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2} \Rightarrow {v_{\max }} = 6,{61.10^7}(m/s)\)
Câu hỏi 15 :
Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng \({\lambda _1}\) và \({\lambda _2}\) vào một tấm kim loại. Các electron bật ra với vận tốc ban đầu cực đại lần lượt là v1 và v2 với \({v_1} = {\rm{ }}2{v_2}\) . Tỉ số các hiệu điện thế hãm \({U_{h1}}/{U_{h2}}\) để dòng quang điện triệt tiêu là:
- A
2
- B
3
- C
4
- D
5
Đáp án: C
Phương pháp giải:
Áp dụng biểu thức mối liên hệ giữa hiệu điện thế hãm và động năng ban đầu cực đại:
\(e{U_h} = \frac{1}{2}mv_{{\rm{max}}}^2\)
Lời giải chi tiết:
Ta có: \(e{U_h} = \frac{1}{2}mv_{{\rm{max}}}^2\)
\( \to \frac{{e{U_{{h_1}}}}}{{e{U_{{h_2}}}}} = \frac{{\frac{1}{2}mv_{\rm{1}}^2}}{{\frac{1}{2}mv_2^2}} \to \frac{{{U_{{h_1}}}}}{{{U_{{h_2}}}}} = \frac{{v_{\rm{1}}^2}}{{v_2^2}} = \frac{{4v_2^2}}{{v_2^2}} = 4\)
Câu hỏi 16 :
Một tấm pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp. Diện tích tổng cộng của các pin nhận năng lượng ánh sáng là \(0,6\;{m^2}\). Ánh sáng chiếu vào bộ pin có cường độ \(1360\;W/{m^2}.\)Dùng bộ pin cung cấp năng lượng cho mạch ngoài, khi cường độ dòng điện là $4A$ thì điện áp hai cực của bộ pin là $24V$. Hiệu suất của bộ pin là:
- A
14,25% .
- B
11,76%.
- C
12,54%.
- D
16,52%.
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Công suất ánh sáng nhận được băng cường độ chiếu sáng nhân với diện tích
+ Áp dụng công thức tính công suất điện: P = UI
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Công suất ánh sáng nhận được:
\({P_{as}} = {\text{ }}0,6.1360{\text{ }} = {\text{ }}816W\)
+ Công suất điện tạo ra:
\({P_d} = {\text{ }}UI{\text{ }} = {\text{ }}4.24{\text{ }} = {\text{ }}96W\)
=> Hiệu suất của bộ pin là:
$H = \frac{{{P_d}}}{{{P_{{\text{as}}}}}} = \frac{{96}}{{816}} = 0,1176 = 11,76\% $
Câu hỏi 17 :
Trong một đèn huỳnh quang, ánh sáng kích thích có bước sóng \(0,36\mu m\) thì photon ánh sáng huỳnh quang có thể mang năng lượng là?
- A
$5 eV$
- B
$3 eV$
- C
$4 eV$
- D
$6 eV$
Đáp án: B
Phương pháp giải:
+ Vận dụng đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang
+ Áp dụng công thức tính bước sóng ánh sáng: $\lambda = \dfrac{c}{f}$
Lời giải chi tiết:
Ta có:
+ Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích
=> Năng lượng của ánh sáng huỳnh quang nhỏ hơn năng lượng của ánh sáng kích thích ( do năng lượng ε tỉ lệ nghịch với bước sóng ánh sáng)
+ Năng lượng của ánh sáng kích thích:
$\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{36.10}^{ - 6}}}} = 5,{521.10^{ - 19}}J = 3,45{\text{e}}V$
Câu hỏi 18 :
Chiếu một bức xạ có bước sóng λ= 0, 48𝜇m lên một tấm kim loại có công thoát A = 2,4.10-19J. dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các êlectron quang điện và hướng chúng bay theo chiều véc tơ cường độ điện trường có E = 1000 V/m. Quãng đường tối đa mà êlectron chuyển động được theo chiều véc tơ cường độ điện trường xấp xỉ là:
- A
0,83cm
- B
0,37cm
- C
1,53cm
- D
0,109cm
Đáp án: D
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức Anh – xtanh và lí thuyết về chuyển động thẳng biến đổi đều
Công thức Anh – xtanh:
\(\frac{{hc}}{\lambda } = A + \frac{1}{2}mv_0^2\)
Lực điện: F = qE
Công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:
\({v^2} - v_0^2 = 2as\)
Lời giải chi tiết:
+ Theo công thức Anh - xtanh :
\(\dfrac{{hc}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m.{v_0}^2 \Rightarrow {v_0}^2 = \dfrac{2}{m}\left( {\dfrac{{hc}}{\lambda } - A} \right)\) \(({m_e} = 9,{1.10^{ - 31}}kg)\)
+ Ta có:
\(a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{{qE}}{m}\)
+ Chuyển động của e là chuyển động chậm dần đều với vận tốc đầu v0 và gia tốc a
Electron dừng v = 0
\( \Leftrightarrow {0^2}-{\rm{ }}{v_0}^2 = {\rm{ }}2as \Rightarrow s = - \dfrac{{{v_0}^2}}{{2a}} = - \dfrac{{\dfrac{2}{m}\left( {\dfrac{{hc}}{\lambda } - A} \right)}}{{2.\dfrac{{qE}}{m}}} = - \dfrac{{\dfrac{{hc}}{\lambda } - A}}{{qE}} \Rightarrow s = 0,109cm\)
Câu hỏi 19 :
Electron trong nguyên tử Hiđrô chuyển từ quĩ đạo có năng lượng EM = - 1,5eV xuống quỹ đạo có năng lượng EL = - 3,4eV. Tìm bước sóng của vạch quang phổ phát ra?
- A
Vạch thứ nhất trong dãy Banme, \(\lambda {\rm{ }} = {\rm{ }}0,654{\rm{ }}\mu m{\rm{ }}\;\)
- B
Vạch thứ hai trong dãy Banme, \(\lambda {\rm{ }} = {\rm{ }}0,654\mu m\)
- C
Vạch thứ nhất trong dãy Banme, \(\lambda {\rm{ }} = {\rm{ }}0,643\mu m\)
- D
Vạch thứ ba trong dãy Banme, \(\lambda {\rm{ }} = {\rm{ }}0,458\mu m\)
Đáp án: A
Lời giải chi tiết:
Ta có :
\({E_{M\;}} - \;{E_{L\;}} = \frac{{hc}}{\lambda } = {\rm{ }}1,9.1,{6.10^{ - 19}}J \Rightarrow \lambda = \frac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{1,9.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = \;0,654{\rm{ }}\mu m\)
Câu hỏi 20 :
Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng \(0,45\mu m\) với công suất 0,8W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng \(0,60\mu m\) với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là
- A
1
- B
20/9
- C
2
- D
3/4
Đáp án: A
Phương pháp giải:
+ Áp dụng biểu thức tính năng lượng của n photon:
\(E = {n_p}\varepsilon = {n_p}\frac{{hc}}{\lambda }\)
+ Áp dụng biểu thức tính công suất:
\(P = \frac{E}{t}\) \(\)
Lời giải chi tiết:
Ta có:
Năng lượng của nguồn phát:
\(E = n\varepsilon = n\frac{{hc}}{\lambda }\)
Công suất của nguồn phát:
\(P = \frac{E}{t} = \frac{{n\frac{{hc}}{\lambda }}}{t} \to n = \frac{{Pt\lambda }}{{hc}}\)
Với n - số photon phát ra trong 1s
Gọi nA, nB - lần lượt là số photon phát ra từ nguồn A, B trong mỗi giây
Ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}{n_A} = \frac{{{P_A}t{\lambda _A}}}{{hc}}\\{n_B} = \frac{{{P_B}t{\lambda _B}}}{{hc}}\end{array} \right. \to \frac{{{n_A}}}{{{n_B}}} = \frac{{{P_A}{\lambda _A}}}{{{P_B}{\lambda _B}}} = \frac{{0,8.0,{{45.10}^{ - 6}}}}{{0,6.0,{{6.10}^{ - 6}}}} = 1\)
Câu hỏi 21 :
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Lấy \({r_{0}} = {\rm{ }}{5,3.10^{ - 11}}m\) ; \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{9.10^9}N{m^2}/c\) ,\(e{\rm{ }} = {\rm{ }}{1,6.10^{ - 19}}C\) . Khi hấp thụ năng lượng êlectron chuyển từ trạng thái cơ bản lên quỹ đạo M. Động năng của êlecton:
- A
tăng một lượng 12,09eV
- B
giảm một lượng 9,057eV
- C
giảm một lượng 12,09eV
- D
tăng một lượng 9,057eV
Đáp án: C
Phương pháp giải:
+ Sử dụng biểu thức lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r}\)
+ Sử dụng biểu thức lực culong: \({F_{CL}} = k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\)
Lời giải chi tiết:
\(\begin{array}{*{20}{l}}\begin{array}{l}{F_{ht}} = {F_{CL}} \Leftrightarrow \dfrac{{m{v^2}}}{r} = \dfrac{{k{e^2}}}{{{r^2}}}\\ = > {E_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}}\end{array}\\\begin{array}{l}\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{E_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}}}\\{{E_t} = - \dfrac{{k{e^2}}}{r}}\end{array}} \right.\\ = > E = {E_d} + {E_t} = \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}} - \dfrac{{k{e^2}}}{r} = - \dfrac{{k{e^2}}}{{2r}} = - {E_d} = - \dfrac{{{E_t}}}{2}\end{array}\\{{E_{{d_1}}} - {E_{{d_2}}} = - {E_1} - ( - {E_2}) = {E_2} - {E_1} = \dfrac{{ - 13,6}}{{{3^2}}} + 13,6 = 12,089eV}\end{array}\)
Câu hỏi 22 :
Công thoát của kim loại Na là 2,48 eV. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng \(0,36\mu m\) vào tế bào quang điện có catôt làm bằng Na thì cường độ dòng quang điện bão hoà là 3mA . Số êlectron bị bứt ra khỏi catôt trong mỗi giây là:
- A
1,875 . 1016
- B
2,544 .1016
- C
3,263 . 1012
- D
4,827 .1012
Đáp án: A
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính \({n_e} = \dfrac{{{I_{bh}}}}{e}\)
Lời giải chi tiết:
Ta có: \({n_e} = \dfrac{{{I_{bh}}}}{e} = \dfrac{{{{3.10}^{ - 3}}}}{{{{1,6.10}^{ - 19}}}} = {1,875.10^{16}}\)
Câu hỏi 23 :
Trong một tế bào quang điện có \({I_{bh}} = 2\mu A\) và hiệu suất lượng tử là \(0,5\% \). Số photon đến Ca tốt mỗi giây là:
- A
4.1015.
- B
3.1015.
- C
2,5.1015
- D
5.1014.
Đáp án: C
Phương pháp giải:
- Sử dụng công thức tính hiệu suất lượng tử: \(H = \dfrac{{{n_e}}}{{{N_f}}}.100\% \)
- Công thức tính số e thoát ra khỏi anot: \({n_e} = \dfrac{{{I_{bh}}}}{e}\)
- Công thức tính số photon đập vào catot: \({n_f} = \dfrac{P}{\xi } = \dfrac{P}{{\dfrac{{hc}}{\lambda }}}\)
Lời giải chi tiết:
- Ta có: \({n_e} = \dfrac{{{I_{bh}}}}{e} = \dfrac{{{{2.10}^{ - 6}}}}{{{{1,6.10}^{ - 19}}}} = {1,25.10^{13}}\)
- Lại có: \(H = \dfrac{{{n_e}}}{{{N_f}}}.100\% \to {N_f} = \dfrac{{{{1,25.10}^{13}}.100\% }}{{0,5}} = {2,5.10^{15}}\)
Câu hỏi 24 :
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Khi electron trong nguyên tử chuyển động tròn trên quỹ đạo dừng O thì có tốc độ \(\dfrac{v}{5}m/s\). Biết bán kính Bo là r0. Nếu electron chuyển động trên một quỹ đạo dừng với thời gian chuyển động hết một vòng là \(\dfrac{{128\pi {r_0}}}{v}(s)\) thì electron này đang chuyển động trên quỹ đạo?
- A
O
- B
M
- C
P
- D
N
Đáp án: D
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức lực tính điện: \({F_d} = k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\)
+ Vận dụng biểu thức lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r}\)
+ Công thức bán kính quỹ đạo của Borh: \({r_n} = {n^2}{r_0}\)
Lời giải chi tiết:
Lực tĩnh điện giữa e và hạt nhân đóng vai trò lực hướng tâm, nên ta có:
\(\begin{array}{*{20}{l}}{\dfrac{{k.{e^2}}}{{{r^2}}} = \dfrac{{m.{v^2}}}{r} = > {v^2} = \dfrac{{k.{e^2}}}{{m.r}} = > v = \sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.{n^2}.{r_0}}}} = \dfrac{1}{n}.\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.{r_0}}}} }\\{{v_K} = \sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.{r_0}}}} }\\{{v_O} = \dfrac{1}{5}.\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.{r_0}}}} = \dfrac{{{v_K}}}{5} = a( = v/5)}\\{{v_n} = \dfrac{{{v_K}}}{n} = \dfrac{{5.a}}{n} = \dfrac{v}{n}}\end{array}\)
Chu kì chuyển động của hạt e trên quỹ đạo là:
\(\begin{array}{*{20}{l}}{T = \dfrac{{2\pi r}}{v} = \dfrac{{2\pi .{n^2}.{r_0}}}{{\sqrt {\dfrac{{k.{e^2}}}{{m.{n^2}.{r_0}}}} }} = \dfrac{{2\pi .{n^3}.\sqrt {m.r_0^3} }}{{e.\sqrt k }}}\\{{T_n} = \dfrac{{2\pi .{n^2}.{r_0}}}{{\dfrac{{5a}}{n}}} = \dfrac{{2\pi .{n^3}.{r_0}}}{{5a}} = \dfrac{{2\pi .{n^3}.{r_0}}}{v} = \dfrac{{128.\pi .{r_0}}}{v} = > n = 4}\end{array}\)
\(n = 4\) là quỹ đạo dừng N
Câu hỏi 25 :
Chiếu lên bề mặt một tấm kim loại có công thoát electrôn là A = 2,1 eV chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,485μm . Người ta tách ra một chùm hẹp các electrôn quang điện có vận tốc ban đầu cực đại hướng vào một không gian có cả điện trường đều E và từ trường đều B . Ba véc tơ v , E , B vuông góc với nhau từng đôi một. Cho B = 5.10-4 T . Để các electrôn vẫn tiếp tục chuyển động thẳng và đều thì cường độ điện trường E có giá trị nào sau đây?
- A
201,4 V/m
- B
80544,2 V/m.
- C
40.28 V/m
- D
402,8 V/m
Đáp án: A
Phương pháp giải:
- Sử dụng công thức \(\dfrac{{h.c}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v^2}_{{\rm{max}}}\)để tính \({v_{{\rm{max}}}}\)
- Sử dụng công thức tính lực điện: \(F = qE\)
- Sử dụng công thức tính lực Lo ren xơ: \({F_L} = qvB\)
- Electron chuyển động thẳng đều trong vùng không gian có cả từ trường đều và điện trường đều: \(F = {F_L} \to qE = qvB \to E = vB\)
Lời giải chi tiết:
- Ta có: \(\dfrac{{h.c}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v^2}_{{\rm{max}}} \to {v_{{\rm{max}}}} = \sqrt {\dfrac{2}{m}(\dfrac{{h.c}}{\lambda } - A)} = \sqrt {\dfrac{2}{{{{9,1.10}^{ - 31}}}}(\dfrac{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{0,485.10}^{ - 6}}}} - {{2,1.1,6.10}^{ - 19}})} = {4,03.10^5}(m/s)\)
- Electron chuyển động thẳng đều trong vùng không gian có cả từ trường đều và điện trường đều khi lực điện cân bằng với lực Lo ren xo: \(F = {F_L} \to qE = qvB \to E = vB = {4,03.10^5}{.5.10^{ - 4}} = 201,4(V/m)\)