Chương VI - Lượng tử ánh sáng

Hiện tượng sẽ xảy ra như thế này:

+ Tấm 1 do có điện tích dương rất lớn nên e bứt ra lại bị hút trở lại (vẫn xảy ra hiện tượng quang điện) ---> Điện tích không thay đổi.

+ Tấm 2 trung hòa về điện, mất e sẽ mang điện tích + và tăng dần đến cực đại.

+ Tấm 3 mang điện tích âm, mất e điện tích sẽ giảm, sao đó về 0 (do trung hòa) và lại mang điện tích + và tăng đến cực đại.

Như vậy, A, B, C sai.

Đáp án D

Công suất của chùm sàng \(P = N.\varepsilon = N \frac{hc}{\lambda}\)

Trong cùng một thời gian thì 

số photon do laze A phát ra là: \(N_A = \frac{P_A}{\varepsilon_1}\)

Số photon do laze B phát ra là \(N_B= \frac{P_B}{\varepsilon_1}\)

\(N_A = 2N_B <=> \frac{P_A}{\varepsilon_1} = 2\frac{P_B}{\varepsilon_2}\)

<=> \(\frac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} = \frac{3}{2} => \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = \frac{3}{2} => \lambda_2 = 600nm.\)

Như vậy laze B  phát ra chùm bức xạ có bước sóng \(\lambda_2 = 600 nm.\) 

Nếu dùng laze B kích thích chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng  \(\lambda\)nhỏ hơn bước sóng \(\lambda_2 = 600 nm\) của ánh sáng kích thích từ laze B.

=> phát ra ánh sáng lục.

Công suất của nguồn sáng

\(P_1 = N_1 \varepsilon_1 \)

\(P_2 = N_2 \varepsilon_2 \)

Trong cùng khoảng thời gian \(\frac{N_1}{N_2} = \frac{5}{4}\) 

=> \(\frac{P_1}{P_2} = \frac{N_1\varepsilon_1}{N_2\varepsilon_2} = \frac{N_1 \lambda_2}{N_2 \lambda_1} = \frac{5.600}{4.400} = \frac{15}{8}.\) (do \(\frac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} = \frac{hc/ \lambda_1}{hc / \lambda_2} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}\))

Chọn đáp án.D

Công thức Anh-xtanh 

\(hf = A+ eU_h\)

=> \(A = h\frac{c}{\lambda_1} - eU_{h1}.(1)\)

     \(A = h\frac{c}{\lambda_2} - eU_{h2}\)

r=> \(hc(\frac{1}{\lambda_1}-\frac{1}{\lambda_2}) = e(U_2-U_1)\)

Mà \(U_2 = 2U_1\)

=> \(eU_1 = \frac{hc}{\lambda_1} - \frac{hc}{\lambda_2}\)

Thay vào (1) => \(\frac{hc}{\lambda_0} = \frac{hc}{\lambda_1} -( \frac{hc}{\lambda_1} - \frac{hc}{\lambda_2}) = \frac{hc}{\lambda_2} \)

=> \(\lambda_0 = \lambda_2 = 0,3 \mu m.\)

Vậy giới hạn quang điện là \(0,3 \mu m.\)

Để triệt tiêu dòng quang điện thì cần đặt giữa anot và catot một hiệu điện thể U_AK.

Áp dụng định luật biến thiên động năng \(W_{đ2} - W_{đ1} = qU_{AK} \)

=> \(0^2 - \frac{1}{2} m v_{max}^2 = eU_{AK}\)

=> \(U_{AK} = -\frac{0,5.9,1.10^{-31}.(4.10^5)^2}{1,6.10^{-19}} = -0,455V\)

Chọn đáp án.B

Công thức Anh-xtanh: \(hf = A+ eU_h\)

\(\frac{hc}{\lambda_1} = A+ eU_{h1}\) => \(eU_{h1} = \frac{hc}{\lambda_1} - A = hc(\frac{2}{\lambda_0} - \frac{1}{\lambda_0}) = \frac{hc}{\lambda_0}.\)

\(\frac{hc}{\lambda_2} = A+ eU_{h2}\)=> \(eU_{h2} = \frac{hc}{\lambda_2} - A = hc(\frac{3}{\lambda_0} - \frac{1}{\lambda_0}) = 2.\frac{hc}{\lambda_0}.\)

=> \(\frac{U_{h1}}{U_{h2}} = \frac{1}{2}\) 

=> Chọn đáp án C.

Công thức Anh-xtanh cho hiện tượng quang điện trong

 \(hf = A+ eU_{h}\) 

\(\lambda_1 < \lambda_2\) => \(hf_1 > hf_2\)=>  \(eU_{h1} > eU_{h2}\)

                                   => \(U_{h1} >U_{h2}\)

Chỉ cẩn tính \(U_{h1}\) để đảm bảo triệt tiêu dòng quang điện cho cả hai bức xạ.

\(eU_{h1} = hc(\frac{1}{\lambda_1} - \frac{1}{\lambda_0}) = \frac{hc}{\lambda_0}\)=> \(U_{h1} = 1,5 V\)

Chọn đáp án.A.1,5V

Các electron bắn ra từ catot của ống Rơn-ghen được tăng tốc qua hiệu điện thế U của ống và đến anôt làm bắn ra tia X có tần số lớn nhất là \(f_{max}\) thỏa mãn phương trình 

\(hf_{max} = eU\)

=> \(U = \frac{hf_{max}}{e} = \frac{6,625.10^{-34}.5.10^{18}}{1,6.10^{-19}} = 20,7kV.\)

Chọn đáp án.A.20,7kV

Công thức Anh-xtanh cho hiện tượng quang điện ngoài   

 \(hf =A + \frac{1}{2} mv_{0max}^2= A+ W_{đmax}\)

=> \(\frac{hc}{\lambda_1} =\frac{hc}{\lambda_0}+W _{đmax1} \)

=> \(W_{đmax1} = \frac{hc}{\lambda_1} - \frac{hc}{\lambda_0} = 3,011.10^{-19}J.\)    

Với công thoát: \(A = \frac{hc}{\lambda_0} = 3.011.10^{-19}J ; \frac{hc}{\lambda_1} = 6,023.10^{-19}J.\)

Mà \(v_{0max2} = \sqrt{2}v_{0max2} => W_{dmax1} = 2W_{dmax2} \) 

     => \(\frac{hc}{\lambda_2} =\frac{hc}{\lambda_0}+W _{đmax2} = 3,011.10^{-19} + 6,023.10^{-19} = 9,035.10^{-19}J.\)

     => \(\lambda_2 =\frac{hc}{ \frac{hc}{\lambda_0} +W_{dmax2}} = \frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{9,035.10^{-19}} = 2,2.10^{-7}m = 0,22 \mu m.\)

Chọn đáp án.D. \(0,22\mu m.\)

Công thoát A của hai kim loại thỏa mãn:

    \(A_{Zn} = 1,4A_{Na}\)

<=> \(\frac{hc}{\lambda_{0Zn}} = 1,4 \frac{hc}{\lambda_{0Na}}\)

<=> \(\lambda_{0Na} = 1,4 \lambda_{0Zn} = 1,4.0,36= 0,504 \mu m.\)

Chọn đáp án.A.\(0,504 \mu m.\)