Trong thí nghiệm Hec-xơ, nếu sử dụng ánh sáng hồ quang điện sau khi đi qua tấm kính thủy tinh dày thì
-
A
Hiệu ứng quang điện chỉ xảy ra khi cường độ của chùm sáng kích thích đủ lớn
-
B
Hiệu ứng quang điện vẫn xảy ra vì giới hạn quang điện của kẽm là ánh sáng nhìn thấy.
-
C
Hiệu ứng quang điện không xảy ra vì thủy tinh hấp thụ hết tia tử ngoại.
-
D
Hiệu ứng quang điện vẫn xảy ra vì thủy tinh hấp thụ hết tia tử ngoại
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang điện ngoài.
Tia tử ngoại bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh.
Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì:
-
A
Tấm kẽm mất dần điện tích dương.
-
B
Tấm kẽm trở nên trung hòa về điện.
-
C
Tấm kẽm mất dần điện tích âm.
-
D
Điện tích âm của tấm kẽm không đổi.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm thì điện tích âm của tấm kẽm không đổi
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 của giáo viên lời giải hay : A
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)
Chiếu một bức xạ đơn sắc có bước sóng $λ$ vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện ngoài là ${λ_0}$ thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra (electron bứt ra khỏi kim loại). Với $c$ là tốc độ photon trong chân không. Khi đó, ta có mối quan hệ đúng là:
-
A
\({\lambda _0} > \lambda \)
-
B
$\lambda \geqslant \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}$
-
C
\(\lambda < \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}\)
-
D
\(\lambda \leqslant {\lambda _0}\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0}\)
Để gây ra hiện tượng quang điện:
\(\lambda \le {\lambda _0} \Leftrightarrow \frac{c}{f} \le {\lambda _0}\)
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:
-
A
Bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện.
-
B
Bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện.
-
C
Công nhỏ nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó.
-
D
Công lớn nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Ta có, điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là các bước sóng chiếu vào phải nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện
=> Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\) là bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện
Giới hạn quang điện phụ thuộc vào:
-
A
Bản chất của kim loại
-
B
Điện áp giữa anốt và catốt của tế bào quang điện
-
C
Bước sóng của ánh sáng chiếu vào catốt
-
D
Điện trường giữa anốt và catốt
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Giới hạn quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại
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 của giáo viên lời giải hay : B
+ Sử dụng định luật về giới hạn quang điện
\(A{\text{ }} = {\text{ }}hc/{\lambda _0}\)
+ Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện:
\(\lambda \leqslant {\lambda _0}\)
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
Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein thì một hạt ánh sáng (photon) của ánh sáng đơn sắc có tần số f phải có năng lượng là
-
A
\(\varepsilon = hf\)
-
B
\(\varepsilon = \frac{{{\text{hc}}}}{f}\).
-
C
\(\varepsilon = \frac{{\text{h}}}{f}\)
-
D
\(\varepsilon = \frac{{\text{c}}}{f}\).
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Năng lượng của photon ánh sáng:
\(\varepsilon = hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \)
Theo thuyết lượng tử ánh sáng của, mỗi photon có năng lượng:
\(\varepsilon = hf\)
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
-
A
Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
-
B
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
-
C
Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.
-
D
Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Năng lượng của photon ánh sáng: \(\varepsilon = hf\) => có phụ thuộc vào tần số của ánh sáng.
Chọn câu phát biểu sai về photon:
-
A
Ánh sáng tím có photon giống hệt nhau
-
B
Năng lượng của mỗi photon không đổi trong quá trình lan truyền
-
C
Photon chuyển động dọc theo tia sáng
-
D
Trong chân không photon chuyển động với tốc độ $c = 3.{10^8} m/s$
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau
Nhận thấy ánh sáng tím có bước sóng nằm trong khoảng từ $0,38\mu m - 0,42\mu m$
=> Phương án A: Ánh sáng tím có photon giống hệt nhau là sai
Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng vàng lần lượt là: εĐ, εL và εV. Sắp xếp chúng theo thứ tự năng lượng giảm dần là:
-
A
εL > εV> εĐ
-
B
εV > εL > εĐ
-
C
εL > εĐ > εV
-
D
εĐ > εV > εL.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
+ Sử dụng công thức tính năng lượng của photon $\varepsilon = hf = \frac{{hc}}{\lambda }$ để đánh giá.
+ Chiều giảm dần của bước sóng: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím
Ta có :
$\left. \begin{gathered}\varepsilon = hf = \frac{{hc}}{\lambda } \hfill \\{\lambda _{\text{D}}} > {\lambda _V} > {\lambda _L} \hfill \\\end{gathered} \right\} \Rightarrow {\varepsilon _D} < {\varepsilon _V} < {\varepsilon _L}$
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 của giáo viên lời giải hay : C
Năng lượng của photon ánh sáng:
\(\varepsilon {\text{ }} = {\text{ }}hf{\text{ }} = {\text{ }}hc/\lambda \)
Mỗi photon của ánh sáng tím mang năng lượng:
\(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{38.10}^{-6}}}} = 5,{23.10^{ - 19}}J\)
Giới hạn quang điện của kim loại Natri là \({\lambda _0} = {\text{ }}0,50\mu m\) . Công thoát electron của Natri là
-
A
2,48eV
-
B
4,48eV
-
C
3,48eV
-
D
1,48eV
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0
Công thoát của Natri
\(A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} = 3,{975.10^{ - 19}}J = 2,48eV\)
Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:
-
A
\(0,7\mu m\)
-
B
\(0,36\mu m\)
-
C
\(0,9\mu m\)
-
D
\(0,63\mu m.\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Sử dụng công thức liên hệ giữa công thoát và giới hạn quang điện: A = hc/λ0
Ta có:
$A = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \Rightarrow \frac{{{A_{Zn}}}}{{{A_{Na}}}} = \frac{{{\lambda _{0Na}}}}{{{\lambda _{0Zn}}}} = 1,4 \Rightarrow {\lambda _{0Zn}} = 0,36\mu m$
Biết công thoát của các kim loại : canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Chiếu bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?
-
A
Kali và đồng
-
B
Kali và canxi
-
C
Bạc và đồng
-
D
Canxi và bạc
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện:
\(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0} \leftrightarrow {\text{ }}\varepsilon {\text{ }} \geqslant {\text{ }}A\)
Năng lượng của bức xạ chiếu vào bề mặt tấm kim loại
\(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda } = 3,76eV\)
Để xảy ra hiện tượng quang điện thì
\(\varepsilon \geqslant A\)
Nhận thấy năng lượng photon của ánh sáng chiếu vào tấm kim loại lớn hơn công thoát của Kali và canxi. Do đó hiện tượng quang điện xảy ra đối với hai kim loại này.
Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là \(1,88\mu m\) . Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là
-
A
1,452.1014 Hz
-
B
1,596.1014Hz
-
C
1,875.1014Hz
-
D
1,956.1014Hz
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Sử dụng lí thuyết định luật về giới hạn quang điện
\(\lambda {\text{ }} \leqslant {\text{ }}{\lambda _0} \leftrightarrow {\text{ }}f{\text{ }} \geqslant {\text{ }}{f_0}\)
Giới hạn quang điện của chất quang dẫn:
${\lambda _0} = 1,88\mu m = 1,{88.10^{ - 6}}m$
Tần số giới hạn quang điện của chất quang dẫn:
${f_0} = \frac{c}{{{\lambda _0}}} = 1,{596.10^{14}}Hz$
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện trong:
$\lambda \leqslant {\lambda _0} \Rightarrow f \geqslant {f_0} = 1,{596.10^{14}}Hz \Rightarrow {f_{\min }} = 1,{596.10^{14}}Hz$
Một tấm kim loại có công thoát A, người ta chiếu vào kim loại chùm sáng có năng lượng của photon là hf thì các electron quang điện được phóng ra có động năng ban đầu cực đại là K. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là:
-
A
K + hf
-
B
K + A
-
C
2K
-
D
K + A + hf
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Sử dụng công thức của Anh – xtanh: \(hf = A + {{\text{W}}_{do\max }}\)
Với tần số f thì: \(hf = A + K\) (1)
Với tần số 2f thì: \(2hf = A + K'\) (2)
(2) – (1) ta được: \(K' = {\text{ }}K + {\text{ }}hf\)
Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm các bức xạ có bước sóng \({\lambda _1} = {\text{ }}0,26\mu m\) và bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = {\text{ }}1,2{\lambda _1}\) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với \({v_2} = {\text{ }}3{v_1}/4\) . Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\) của kim loại làm catốt nay là
-
A
\(0,42\mu m\)
-
B
\(1,00{\text{ }}\mu m\)
-
C
\(0,90{\text{ }}\mu m\)
-
D
\(1,45{\text{ }}\mu m\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Sử dụng công thức Anh – xtanh:
\(hf = A + {{\text{W}}_{do}}_{m{\text{ax}}}\)
Ta giải hệ phương trình sau:
\(\left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = A + \frac{1}{2}mv_1^2 \hfill \\\frac{{hc}}{{{\lambda _2}}} = A + \frac{1}{2}mv_2^2 \hfill \\\end{gathered} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + {K_1} \hfill \\\frac{{hc}}{{1,2{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{9}{{16}}{K_1} \hfill \\\end{gathered} \right. \Rightarrow {\lambda _0} = 0,42\mu m\)
Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?
-
A
Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt
-
B
Khi bước sóng của ánh sáng càng ngắn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ nét, tính chất sóng càng ít thể hiện
-
C
Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.
-
D
Khi bước sóng của ánh sáng càng dài thì tính chất hạt ít thể hiện, tính chất sóng thể hiện càng rõ nét.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
A, B, D - đúng
C - sai: vì khi tính chất sóng thể hiện rõ nét thì ta mới dễ quan sát hiện tượng giao thoa
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 của giáo viên lời giải hay : A
Áp dụng công thức: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\)
Ta có: \(hf = \dfrac{{m{v^2}}}{2} \Rightarrow {v_{\max }} = 6,{61.10^7}(m/s)\)
Một nguồn sáng công suất 6 W đặt trong không khí phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 625 nm. Biết h = 6,625.10-34Js; c = 3.108 m/s. Số photon do nguồn sáng đó phát ra trong một đơn vị thời gian gần đúng là
-
A
5,38.1019
-
B
3,72.1019
-
C
1,89.1019
-
D
2,62.1019
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Năng lượng của một photon là \(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda }\)
Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là \(N = \frac{P}{\varepsilon }\)
Năng lượng của một photon:
\(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{625.10}^{ - 9}}}} = 31,{8.10^{ - 20}}J\)
Số photon mà ánh sáng đó phát ra trong 1 đơn vị thời gian là:
\(N = \frac{P}{\varepsilon } = \frac{6}{{31,{{8.10}^{20}}}} = 1,{89.10^{19}}\)
Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A = 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có λ1 = 0,25 µm, λ2 = 0,4 µm, λ3 = 0,56 µm, λ4 = 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện
-
A
λ3, λ2
-
B
λ1, λ4
-
C
λ1, λ2, λ4
-
D
cả 4 bức xạ trên
Đáp án của giáo viên lời giải hay : B
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện: \(\lambda \le {\lambda _0}\)
Giới hạn quang điện: \({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A}\)
Giới hạn quang điện của kim loại làm catot:
\({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{3,45.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 0,36\mu m\)
Để xảy ra hiện tượng quang điện thì: \(\lambda \le {\lambda _0}\)
Vậy các bức xạ gây ra hiện tượng quang điện là λ1, λ4
Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc có tần số 1015 Hz vào ca tốt một tế bào quang điện thì xảy ra hiện tượng quang điện ngoài. Biết hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Lấy h = 6,625.10-34 Js. Nếu công suất của chùm sáng là 1 mW thì số electron quang điện bật ra khỏi ca tốt trong 1 s là
-
A
7,55.\({10^{14}}\)
-
B
1,51.\({10^{14}}\)
-
C
1,51.\({10^{11}}\)
-
D
7,55.\({10^{11}}\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Phương pháp:
- Hiệu suất của quá trình quang điện: \(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\varepsilon }}}.100\% \)
trong đó: nɛ là số photon chiếu đến catot trong 1s; ne là số electron bật ra khỏi catot trong 1s
- Công suất của chùm sáng: \(P = {n_\varepsilon }.\varepsilon = {n_\varepsilon }.hf\)
trong đó: nɛ là số photon chiếu đến catot trong 1s
Cách giải:
Công suất của chùm sáng là 1mW:
\(P = {n_\varepsilon }.\varepsilon = {n_\varepsilon }.hf \Rightarrow {n_\varepsilon } = \frac{P}{{hf}} = \frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.10}^{15}}}} = 1,{51.10^{15}}\)
Hiệu suất của quá trình quang điện này là 0,05%. Ta có:
\(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\varepsilon }}}.100\% = 0,05\% \Rightarrow {n_e} = \frac{{{n_\varepsilon }.0,05}}{{100}} = \frac{{1,{{51.10}^{15}}.0,05}}{{100}} = 7,{55.10^{11}}\)
Cho biết năng lượng của phôtôn của một ánh sáng đơn sắc bằng 2,26 eV. Cho hằng số plăng h = 6,63.10-34J.s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s và điện tích của electron -e = -1,6.10-19 C. Bước sóng của ánh sáng đơn sắc này bằng:
-
A
550nm.
-
B
450nm.
-
C
500nm.
-
D
880nm.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Năng lượng photon: $\varepsilon =hf=\frac{hc}{\lambda }\,\left( J \right)=\frac{hc}{\lambda .1,{{6.10}^{-19}}}\left( eV \right)$
Photon mang năng lượng 2,26 eV ứng với bức xạ đơn sắc có bước sóng là
$\begin{align}& \varepsilon =\frac{hc}{\lambda .1,{{6.10}^{-19}}}\left( eV \right) \\& \Rightarrow \lambda =\frac{hc}{\varepsilon }=\frac{6,{{63.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{2,26.1,{{6.10}^{-19}}}=0,55\left( \mu m \right)=550nm \\\end{align}$
Xét nguyên tử Hidro theo mẫu nguyên từ Bo. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng -5,44.10-19 J sang trang thái dừng có mức năng lượng -21,76.10-19 J thì phát ra photon tương ứng với ánh sáng có tần số f. Lấy h = 6,625.10-34 J.s. Giá trị của f là
-
A
1,64.1015 Hz.
-
B
4,11.1015 Hz.
-
C
2,05.1015 Hz.
-
D
2,46.1015 Hz.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (En) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn (Em) thì nó phát ra một photon có năng lượng đúng bằng hiệu: En – Em
Ta có: ε = hfnm = En - Em
Năng lượng photon phát ra là:
\(\begin{array}{l}
\varepsilon = h{f_{nm}} = {E_n} - {E_m} = \left( { - 5,{{44.10}^{ - 19}}} \right)-\left( { - 21,{{76.10}^{ - 19}}} \right) = 16,{32.10^{ - 19}}J\\
\Rightarrow f = \frac{{{E_n} - {E_m}}}{h} = \frac{{16,{{32.10}^{ - 19}}}}{{6,{{625.10}^{ - 34}}}} = 2,{46.10^{15}}\left( {Hz} \right)
\end{array}\)
Theo giả thuyết lượng tử của Planck, lượng tử năng lượng là năng lượng của
-
A
mọi electron.
-
B
một nguyên tử.
-
C
một phôtôn.
-
D
một phân tử.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Giả thuyết lượng tử của năng lượng của Planck: Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác đinh, gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng, kí hiệu \(\varepsilon \) có giá trị bằng: \(\varepsilon = hf\)
Theo giả thuyết lượng tử của Planck, lượng tử năng lượng là năng lượng của một photon.
Theo thuyết tương đối Anhxtanh, một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ \(v,\) khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với
-
A
\(m = {m_0}\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} .\)
-
B
\(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{v}{c}} }}.\)
-
C
\(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}.\)
-
D
\(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{c^2}}}{{{v^2}}}} }}.\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : C
Khối lượng của vật chuyển động với tốc độ (khối lượng tương đối tính) là: \(m = \frac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - {{\left( {\frac{v}{c}} \right)}^2}} }}\)\(\)
Trong đó \({m_0}\) là khối lượng nghỉ.
Theo thuyết tương đối Anhxtanh, một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ \(v,\) khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với:
\(m = \dfrac{{{m_0}}}{{\sqrt {1 - \dfrac{{{v^2}}}{{{c^2}}}} }}\)
Đồ thị dưới đây biểu diễn động năng cực đại E của êlectron thoát ra khỏi bề mặt của một tấm kali thay đổi theo tần số f của bức xạ điện từ tới tấm. Từ đồ thị, giá trị của hằng số Plăng có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
-
A
6,2.10-34 J.s.
-
B
6,6.10-34 J.s.
-
C
6,2.104 J.s.
-
D
1,6.1033 J.s.
Đáp án của giáo viên lời giải hay : A
Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị
Công thức thuyết lượng tử ánh sáng: \(hf = h{f_0} + {{\rm{W}}_d}\)
Từ đồ thị, lấy hai điểm ứng với E1 = 0 có f1 = 0,5.1015 Hz và E2 = 4.10-19 J có f2 = 1,15.1015 Hz, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}h{f_1} = h{f_0} + {E_1} \Rightarrow h{f_1} = h{f_0} \Rightarrow {f_0} = {f_1} = 0,{5.10^{15}}\,\,\left( {Hz} \right)\\h{f_2} = h{f_0} + {E_2} \Rightarrow h = \dfrac{{{E_2}}}{{{f_2} - {f_0}}} = \dfrac{{{{4.10}^{ - 19}}}}{{\left( {1,15 - 0,5} \right){{.10}^{15}}}} \approx 6,{2.10^{ - 34}}\,\,\left( {J/s} \right)\end{array} \right.\)
Tia X có bước sóng \(71pm\) làm bật ra các quang – electron từ một lá vàng. Các electron này bắt nguồn từ sâu trong các nguyên tử vàng. Các electron bắn ra chuyển động theo các quỹ đạo tròn có bán kính \(r\) trong một từ trường đều, có cảm ứng từ là \(B\). Thực nghiệm cho \(B.r = 1,{88.10^{ - 4}}\left( {T.m} \right)\). Tính công thoát của vàng?
-
A
\(14,4MeV\)
-
B
\(2,3J\)
-
C
\( 2,3keV\)
-
D
\(14,4keV\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Điện tích chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ với quỹ đạo tròn có bán kính: \(r = \dfrac{{mv}}{{qB}}\)
Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện: \(\dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \dfrac{1}{2}m{v_{0\max }}^2\)
Electron chuyển động trong từ trường với quỹ đạo tròn có bán kính là:
\(r = \dfrac{{mv}}{{eB}} \Rightarrow v = \dfrac{{e.Br}}{m} = \dfrac{{1,{{6.10}^{ - 19}}.1,{{88.10}^{ - 4}}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}} \approx {33.10^6}\,\,\left( {m/s} \right)\)
Áp dụng công thức Anh—xtanh về hiện tượng quang điện, ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{hc}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v_{0\max }}^2\\ \Rightarrow \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{71.10}^{ - 12}}}} = A + \dfrac{1}{2}.9,{1.10^{ - 31}}.{\left( {{{33.10}^6}} \right)^2}\\ \Rightarrow A = 2,{3.10^{ - 15}}\,\,\left( J \right) = 14,4\,\,\left( {keV} \right)\end{array}\)
Trong y học, người ta dùng một máy laze phát ra chùm laze có bước sóng \(\lambda \) để đốt các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \({\rm{1}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) mô là \(2,53{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J\). Biết hằng số Plăng \(h = 6,{625.10^{ - 34}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J.s\), tốc độ ánh sáng trong chân không \(c = {3.10^8}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m/s\). Giá trị của \(\lambda \) là
-
A
\(683{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} nm\)
-
B
\(485{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} nm\)
-
C
\(489{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} nm\)
-
D
\(589{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} nm\)
Đáp án của giáo viên lời giải hay : D
Năng lượng của một photon: \(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda }\)
Năng lượng của chùm laze: \(A = n.\varepsilon = n.\frac{{h.c}}{\lambda }\)
+ Năng lượng của 1 photon: \(\varepsilon = \dfrac{{hc}}{\lambda }\)
\( \Rightarrow \) Năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) là:
\(A = {30.10^{18}}.\varepsilon = {30.10^{18}}{\mkern 1mu} .\dfrac{{hc}}{\lambda }\,\,\,\left( J \right)\)
+ Năng lượng trung bình để đốt hoàn toàn \({\rm{1}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) mô là \(2,53{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} J\)
\( \Rightarrow \) Năng lượng cần thiết để đốt phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) là:
\(A' = 4.2,53 = 10,12J\)
+ Để đốt được phần mô mềm có thể tích \(4{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m{m^3}\) thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của \({30.10^{18}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} photon\) nên ta có:
\(\begin{array}{l}A = A' \Leftrightarrow 10,12 = {30.10^{18}}{\mkern 1mu} .\dfrac{{hc}}{\lambda }\\ \Leftrightarrow 10,12 = {30.10^{18}}.\dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{\lambda }\\ \Rightarrow \lambda = 5,{89.10^{ - 7}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( m \right) = 589{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {nm} \right)\end{array}\)