CHƯƠNG VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Chương tiếp nối chương : Sóng ánh sáng Chương nêu tượng, chứng thực nghiệm, tính tốn chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt hạt phơ tơn A TĨM TẮT LÝ THUYẾT NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH CỦA CHƯƠNG Hiện tượng quang điện (ngoài ) - - Zn - + Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện + Điều kiện xảy tượng quang điện: λkt  λo λo gọi giới hạn quang điện Mẫu nguyên tử Bo Hai tiên đề : - Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không xạ - Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng (En) sang trạng thái dừng có lượng thấp (Em) phát phơtơn có lượng hiệu En - Em:  = hfnm = En - Em Ngược lại Hiện tượng quang điện + Hiện tượng giải phóng êlectron liên kết chất bán dẫn để tạo nên êlectron dẫn lỗ trống đồng thời tham gia vào trình dẫn điện gọi tượng quang điện + Các ứng dụng quan trọng: - Quang điện trở - Pin quang điện Lớp chặn g + Iqđ - - - p- - - - - E tx ++++++++ n G Thuyết lượng tử ánh sáng Hạt phô tôn + Ánh sáng tạo thành hạt gọi hạt phôtôn + Trong chân không phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s + Năng lượng phôtôn: c ε = hf = h  Ánh sáng có bước sóng ngắn, lượng phơtơn lớn, tính hạt rõ - Hiện tượng quang – phát quang Tia La-ze + Một số chât có khả hấp thụ Hiện tượng phát xạ cảm ứng ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng ( thường nhìn thấy ) có bước sóng khác gọi tượng quang – phát quang + Ánh sáng huỳnh quang λ’ có Đặc điểm tia Laze: có tính bước sóng dài bước sóng λ đơn sắc, tính định hướng, tính kết ánh sáng kích thích hợp cao cường độ lớn λ’ > λ G1 A G2 Ánh sáng ? Có chứng thực nghiệm ( giao thoa , nhiễu xạ ….) cho thấy ánh sáng có tính chất sóng sóng điện từ, có chứng ( quang điện , quang – phát quang …) cho thấy ánh sáng có tính chất hạt hạt phô tôn, Kết luận : Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt có chất điện từ B ĐỀ MINH HỌA PHẦN LƯỢNG TỬ Cho h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s; eV = 1,6.10-19 J, e = 1,6.10-19 J; m (êlectron) = 9,1.10-31 kg; k = 9.109 N.m2/C2 Bán kính Bo: Ro = 5,3.10-11 m Câu Chiếu chùm tia màu lục vào kẽm tích điện âm Hiện tượng xảy ra? A Tấm kẽm dần điện tích dương B Tấm kẽm dần điện tích âm C Tấm kẽm trở nên trung hòa điện D Điện tích âm kẽm khơng đổi Câu Hãy chọn ý để điền vào chỗ trống: Giới hạn quang điện kim loại chùm sáng gây tượng quang điện A bước sóng lớn B bước sóng nhỏ C cường độ lớn D cường độ nhỏ Câu Trong phát biểu tượng quang điện sau đây, phát biểu đúng? A Hiện tượng quang điện không xảy cường độ chùm sáng kích thích yếu B Mỗi kim loại cho trước có tần số tối thiểu cho tần số xạ kích thích nhỏ giá trị khơng xảy tượng quang điện C Vận tốc quang electron bứt tỉ lệ với cường độ xạ kích thích D Số quang êlectron bị bứt giây không phụ thuộc vào cường độ xạ kích thích Câu Một kim loại có giới hạn quang điện 0,5 μm Cơng êlectron kim loại A 2,48 eV B eV C 1,2 eV D 4,8 eV Câu Kim loại có cơng êlectrơn A = 2,62 eV Khi chiếu vào kim loại hai xạ có bước sóng 1 = 0,4 m 2 = 0,2 m tượng quang điện A xảy với hai xạ B không xảy với hai xạ C xảy với xạ 1, không xảy với xạ 2 D xảy với xạ 2, không xảy với xạ 1 Dữ kiện sau dùng cho câu 6, 7, 8, 10 Trong tượng quang điện ngoài, êlectron bề mặt kim loại hấp thụ tồn lượng phơtơn ánh sáng kích thích, phần lượng dùng để giải phóng nó, phần lại hồn tồn biến thành động Câu Chiếu chùm phơtơn có lượng 5,6 eV vào kim loại có cơng êlectron eV Tính động ban đầu cực đại quang êlectron bắn khỏi mặt kim loại A 9,6 eV B 1,6.10-19 J C 5,76.10-19 J D 2,56 eV Câu Chiếu chùm phôtôn có lượng 5,5 eV vào kim loại có cơng êlectron eV Các quang êlectron bứt từ bề mặt kim loại cho bay từ M đến N điện trường với điện áp UNM = -2 V Động cực đại quang êlectron đến N A 1,5 eV B 2,5 eV C 5,5 eV D 3,5 eV Câu Chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng 0,3 m vào cầu kim loại lập điện có cơng êlectron 2,36 eV Quả cầu có điện cực đại A 1,78 V B 1,5 V C 1,3 V D 1,1 V Câu Khi chiếu xạ có tần số f1 vào cầu kim loại lập trung hòa điện xảy tượng quang điện với điện cực đại cầu V1 động ban đầu cực đại quang êlectron cơng êlectron kim loại Chiếu tiếp xạ có tần số f2 = f1 + f điện cực đại 5V1 Hỏi chiếu riêng xạ có tần số f vào cầu trung hòa điện nói điện cực đại cầu A 4V1 B 2,5V1 C 2V1 D 3V1 Câu 10 Một cầu kim loại cô lập, sau chiếu liên tục nguồn sáng đơn sắc có cơng suất P bước sóng λ (với P λ điều chỉnh được) sau thời gian xác định, cầu đạt điện cực đại có điện tích Q Hỏi để làm tăng điện tích cầu nên dùng cách sau đây? A Tăng P B Tăng λ C Tăng P λ D Giảm λ Câu 11 Cường độ dòng điện chạy qua ống rơn-ghen 0,32 mA Tính số êlectron đập vào đối catốt phút A 2.1015 hạt B 1,2.1017 hạt C 0,5.1019 hạt D 2.1018 hạt Câu 12 Khi tăng hiệu điện Anốt Catốt ống Rơn-ghen lên lần động electron đập vào đối catốt tăng thêm 8.10-16 J Tính hiệu điện lúc đầu đặt vào Anốt Catốt ống A 2500 V B 5000 V C 7500 V D 10000 V Câu 13 Hiệu điện Anốt Catốt ống Rơnghen 12 kV Bước sóng nhỏ tia Rơnghen A 1,035.10-8 m B 1,035.10-9 m C 1,035.10-10 m D 1,035.10-11 m Câu14 Cho hai kim loại phẳng A B đặt song song đối diện Đặt hiệu điện xoay chiều  uAB = 3cos (10 t  ) (V) vào hai Chiếu ánh sáng vào B cho tượng quang điện xảy Biết hiệu điện hãm chùm quang êlectron U = -1,5 V (hiệu điện ngăn không cho quang êlectron tới A để gây dòng quang điện) Kể từ lúc đặt điện áp xoay chiều, thời gian t = 3,25T (T chu kì dao động điện áp uAB) thời gian dòng điện khơng chạy qua hai A B A 13/60 s B 15/60 s C 17/60 s D 19/60 s Câu15 Một hợp kim gồm có kim loại có giới hạn quang điện λ01, λ02, λ03 cho λ01 > λ02 > λ03 Giới hạn quang điện hợp kim    02   03 A λ01 B λ02 C λ03 D 01 Câu16 Hiện tượng quang điện tượng A bứt electron khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng B giải phóng electron khỏi mối liên kết chất bán dẫn bị chiếu sáng C giải phóng electron khỏi kim loại bị đốt nóng D giải phóng electron khỏi mối liên kết kim loại bị chiếu sáng Câu 17 Quang dẫn tượng A giảm điện trở chất bán dẫn chiếu ánh sáng thích hợp B kim loại phát xạ êlectrôn lúc chiếu sáng C điện trở chất giảm mạnh hạ nhiệt độ D bứt quang êlectrôn khỏi bề mặt chất bán dẫn Câu 18 Điện trở quang điện trở A tăng nhiệt độ tăng B giảm nhiệt độ tăng C tăng bị chiếu sáng D giảm bị chiếu sáng Câu 19 Hãy chọn ý để điền vào chỗ trống Pin quang điện thiết bị biến đổi …… thành điện A B nhiệt C D lượng xạ Câu 20 Một pin quang điện gồm nhiều pin mắc nối tiếp Diện tích tổng cộng pin 0,4 m2 Chùm ánh sáng chiếu vào pin có cường độ 1000 W/m2 Khi cường độ dòng điện mà pin cung cấp cho mạch 2,5 A điện áp hai cực pin đo 20 V Hiệu suất pin A 43,6 % B 14,25 % C 12,5 % D 28,5% Câu 21 Lượng tử lượng A lượng nhỏ đo thí nghiệm B lượng nguyên tố, chia cắt C lượng nhỏ mà êlectron, nguyên tử, phân tử có D lượng phôtôn mà nguyên tử phân tử trao đổi với chùm xạ Câu 22 Photon tên gọi A êlectron bứt từ bề mặt kim loại tác dụng ánh sáng B đơn vị lượng C êlectron bứt từ bề mặt kim loại tác dụng nhiệt D lượng tử xạ điện từ Câu 23 Mọi phôtôn truyền chân A tốc độ B bước sóng C lượng D tần số Câu 24 Chùm sáng có bước sóng 5.10-7 m gồm phơtơn có lượng A 1,1.10-48 J B 1,3.10-27 J C.3,98.10-19 J D 1,7.10-5 J Câu 25 Một tia sáng đơn sắc truyền từ khơng khí vào nước (chiết suất 4/3) Hỏi bước sóng  lượng phơtơn  tia sáng thay đổi nào? A   không đổi B  tăng,  không đổi C   giảm D  giảm,  không đổi Câu 26 Ngun tử hiđrơ trạng thái kích thích electron chuyển động quỹ đạo M Hỏi nguyên tử phát loại vạch xạ có tần số khác nhau? A B C D Câu 27 Biết mức lượng ứng với quĩ đạo dừng n nguyên tử hiđrô là: En = -13,6/n2 (eV); n = 1, 2, 3, Êlectron nguyên tử hiđrô trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái dừng có bán kính quĩ đạo tăng lên lần Khi chuyển mức nguyên tử phát xạ có lượng lớn A 13,6 eV B 12,1 eV C 10,2 eV D 4,5 eV Câu 28 Mức lượng quĩ đạo dừng ngun tử hiđrơ từ ngồi E1 = -13,6 eV; E2 = -3,4 eV; E3 = -1,5 eV; E4 = -0,85 eV Nguyên tử trạng thái có khả hấp thụ phơtơn có lượng đây, để chuyển lên mức trên? A 12,2 eV B 3,4 eV C 10,2 eV D 1,9 eV Câu 29 Bán kính quỹ đạo dừng thứ n êlectrơn nguyên tử hiđrô: A tỉ lệ thuận với n B tỉ lệ nghịch với n C tỉ lệ thuận với n2 D tỉ lệ nghịch với n2 Câu 30 Khối khí hiđrơ trạng thái kích thích êlectron nguyên tử chuyển động quỹ đạo O Hỏi khối khí phát xạ đơn sắc thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy? A B C D 10 Câu 31 Trong ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng M A 47,7.10-11 m B 15,9.10-11 m C 21,2.10-11 m D 22 10-11 m Câu 32 Trong nguyên tử hiđrô, tốc độ êlectron quỹ đạo dừng thứ hai A 1,1.106 m/s B 1,2.106 m/s C 1,2.105 m/s D 1,1.105 m/s Câu 33 Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexein thấy dung dịch phát ánh sáng màu xanh lục Đó tượng A phản xạ ánh sáng B quang – phát quang C hóa – phát quang D tán sắc ánh sáng Câu 34 Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu vàng ánh sáng màu lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu vào chất ánh sáng đơn sắc chất phát quang? A Vàng B Lục C Đỏ D Da cam Câu 35 Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,26 μm vào chất chất phát quang ánh sáng có bước sóng 0,52 μm Nếu tỉ số phơtơn phát quang số phơtơn ánh sáng kích thích chiếu vào s 1/25 cơng suất ánh sáng phát quang phần trăm công suất chùm sáng kích thích? A 10% B 60% C 4% D 2% Câu 36 Ánh sáng huỳng quang A tắt sau tắt ánh sáng kích thích B có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng kích thích C tinh thể phát kích thích ánh sáng thích hợp D tồn thời gian sau tắt ánh sáng kích thích Câu 37 Tìm phát biểu sai liên quan đến tia laze A Tia laze chùm sáng có độ đơn sắc cao B Tia laze chùm sáng kết hợp C Tia laze chùm sáng song song D Gây tượng quang điện hầu hết kim loại Câu 38 Một laze có công suất 10 W làm bốc lượng nước 30 oC Biết nhiệt dung riêng nước 4,18 kJ/kg.độ, nhiệt hóa nước 2260 kJ/kg, khối lượng riêng nước 1000 kg/m3 Tính thể tích nước bốc khoảng thời gian s A 3,9 mm3 B 4,4 mm3 C 5,4 mm3 D 5,6 mm3 Câu 39 Cho tượng, tác dụng sau ánh sáng đâm xuyên vật tác dụng ion hóa khơng khí tác dụng phát quang giao thoa tượng, tác dụng thể chất hạt ánh sáng? A Chỉ 1, 2, B Chỉ 1, C 1, 2, 3, D Chỉ 3, Câu 40 Chùm sáng laze rubi phát có màu A trắng B đỏ C xanh D vàng ĐÁP ÁN: Câu D Câu 21 D A 22 D B 23 A A 24 C A 25 D C 26 B A 27 B A 28 C D 29 C 10 D 30 A 11 B 31 A 12 B 32 A 13 C 33 B 14 A 34 B 15 C 35 D 16 B 36 A 17 A 37 D 18 D 38 A 19 D 39 A 20 C 40 B ... sáng laze rubi phát có màu A trắng B đỏ C xanh D vàng ĐÁP ÁN: Câu D Câu 21 D A 22 D B 23 A A 24 C A 25 D C 26 B A 27 B A 28 C D 29 C 10 D 30 A 11 B 31 A 12 B 32 A 13 C 33 B 14 A 34 B 15 C 35 D... vào Anốt Catốt ống A 2500 V B 5000 V C 7500 V D 10000 V Câu 13 Hiệu điện Anốt Catốt ống Rơnghen 12 kV Bước sóng nhỏ tia Rơnghen A 1,035.10-8 m B 1,035.10-9 m C 1,035.10-10 m D 1,035.10-11 m Câu14... pin cung cấp cho mạch ngồi 2,5 A điện áp hai cực pin đo 20 V Hiệu suất pin A 43,6 % B 14,25 % C 12, 5 % D 28,5% Câu 21 Lượng tử lượng A lượng nhỏ đo thí nghiệm B lượng nguyên tố, chia cắt C lượng