Bài 30- THUYẾT LƯỢNG TỬ - HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN [GV: Ôn Trần Ngọc Vinh]

Theo thuyết lượng tử ánh sáng của Anh-xtanh, phôtôn ứng với mỗi ánh sáng đơn sắc có năng lượng càng lớn nếu ánh sáng đơn sắc đó có.. bước sóng càng lớn.[r]

Chương VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Chủđề 1: THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

❖ Năng lượng phôtôn ánh sáng:  hf hc



❖ Năng lượng chùm phôtôn ánh sáng: E  N Nhf Nhc



❖ Công suất xạ điện từ: P E Nhc

t t

 



trong đó, (J): lượng phơtơn; E (J): lượng chùm phôtôn; P (W): công suất xạ điện từ;

34

h6, 625.10 J.s: số Plăng;

8

c3.10 m/s: tốc độ ánh sáng chân không; f (Hz): tần số phơtơn;

N: số hạt phơtơn có chùm phơtơn (N số ngun); λ (m): bước sóng phôtôn

Lưu ý:

▪ 19

1 eV 1, 6.10  J

▪ ε tỉ lệ thuận với f nên tần số phôtôn lớn lượng lớn; ε tỉ lệ nghịch với λ nên bước sóng phơtơn lớn lượng phôtôn nhỏ

▪ Khi phôtôn ánh sáng truyền từ môi trường vào môi trường khác tần số khơng đổi nên lượng khơng đổi

BÀI TẬP MẪU

Câu (THPT QG – 2017). Theo thuyết lượng tử ánh sáng, ánh sáng tạo thành hạt

A. nơtron B. phôtôn C. prôtôn D. êlectron

Câu (TN – 2009). Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai ?

A. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn B. Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn

C. Năng lượng phôtôn ánh sáng nhau, không phụ thuộc tần số ánh sáng D. Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ m/s

Câu (TN – 2014). Theo quan điểm thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai ?

A. Khi ánh sáng truyền xa, lượng phôtôn giảm dần B. Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn

C. Phôtôn tồn trạng thái chuyển động

D. Các phôtôn ánh sáng đơn sắc mang lượng

Câu (TN – 2007). Một nguồn phát ánh sáng có tần số f Năng lượng phôtôn ánh sáng tỉ lệ A. nghịch với bình phương tần số f B. nghịch với tần số f

C. thuận với bình phương tần số f D. thuận với tần số f

Câu (TN – 2011). Theo thuyết lượng tử ánh sáng Anh-xtanh, phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc có lượng lớn ánh sáng đơn sắc có

A. bước sóng lớn B. tốc độ truyền lớn

C. tần số lớn D. chu kì lớn

Câu (TN – 2008). Với , , lượng phôtôn ứng với xạ màu vàng, xạ tử ngoại xạ hồng ngoại

A. B. C. D.

Câu (TN – GDTX – 2010) Biết số Plăng J.s, tốc độ ánh sáng chân không

m/s Năng lượng phơtơn ứng với xạ có bước sóng 0,6625 μm

A. J B. J C. J D. J

Câu (TN – 2013) Cho J.s; m/s; J Trong chân không,

lượng phôtôn ứng với ánh sáng có bước sóng 0,75 μm

A. 2,65 eV B. 1,66 eV C. 2,65 eV D. 1,66 eV

Câu (CĐ – 2013). Cho biết số Plăng J.s; tốc độ truyền ánh sáng chân không

m/s J Phơtơn có lượng 0,8 eV ứng với xạ thuộc vùng

A. sóng vơ tuyến B. tia X C. tia tử ngoại D. tia hồng ngoại

1

 2 3

1

         2     2     3

34

6, 625.10

3.10

18

3.10 3.1020 3.1017 3.1019

34

h6, 625.10 c3.108 eV 1, 6.10 19

34

h6, 625.10

Câu 10 (CĐ – 2009). Lấy J.s; m/s Một nguồn phát ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với cơng suất phát sáng W Số phôtôn nguồn phát s

A. B. C. D.

Chủđề 1: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI

❖ Điều kiện xảy tượng quang điện ngoài:   0 hay f f0, với 0

0

c f 



(bước sóng kích thích bé giới hạn quang điện kim loại)

❖ Cơng êlectron khỏi kim loại:

0

hc A



BÀI TẬP MẪU

Câu 11 (ĐH – 2011) Hiện tượng quang điện tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại A. chiếu vào kim loại xạ điện từ có bước sóng thích hợp

B. cho dịng điện chạy qua kim loại

C. kim loại bị nung nóng nguồn nhiệt D. chiếu vào kim loại chùm hạt nhân hêli

Câu 12 (TN – 2008). Chiếu tới bề mặt kim loại xạ có bước sóng λ, giới hạn quang điện kim loại Biết số Plăng h, vận tốc ánh sáng chân khơng c Để có tượng quang điện xảy

A. B. C. D.

Câu 13 (THPT QG – 2017). Giới hạn quang điện đồng 0,30 μm Trong chân không, chiếu ánh sáng đơn sắc vào đồng Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng có bước sóng

A. 0,32 μm B. 0,36 μm C. 0,41 μm D. 0,25 μm

Câu 14 (TN – 2007) Kim loại Kali (K) có giới hạn quang điện 0,55 μm Hiện tượng quang điện không xảy chiếu vào kim loại xạ nằm vùng

A. ánh sáng màu tím B. hồng ngoại

C. ánh sáng màu lam D. tử ngoại

34

h6, 625.10 c3.108

4

1,5.10 14

4.10 3.1014 6.1014 5.1014

0



0

  

0

hc

 

 0

hc

 

Câu 15 (TN – 2008). Giới hạn quang điện đồng (Cu) μm Biết vận tốc truyền ánh sáng chân không m/s số Plăng J.s Cơng êlectron ngồi bề mặt động

A. J B. J C. J D. J

Câu 16 (TN – GDTX – 2012). Cho biết số Plăng J.s; tốc độ truyền ánh sáng

chân khơng m/s J Một kim loại có giới hạn quang điện 0,50 μm Cơng êlectron kim loại

A. 12,40 eV B. 1,24 eV C. 24,80 eV D. 2,48 eV

Câu 17 (TN – 2009). Cơng êlectron khỏi đồng J Hằng số Plăng J.s;

tốc độ ánh sáng chân không m/s Giới hạn quang điện đồng

A. 0,40 μm B. 0,90 μm C. 0,30 μm D. 0,60 μm

Câu 18 (ĐH – 2011) Cho biết số Plăng J.s; tốc độ truyền ánh sáng chân không m/s J Cơng êlectron kim loại eV Giới hạn quang điện kim loại có giá trị

A. 1057 nm B. 220 nm C. 661 nm D. 550 nm

Câu 19 (ĐH – 2009). Công thoát êlectron kim loại J Chiếu vào bề mặt

kim loại xạ có bước sóng μm; μm; μm Lấy

J.s; m/s Bức xạ gây tượng quang điện kim loại ?

A. Cả ba xạ ( , ) B. Không có xạ ba xạ

C. Hai xạ ( ) D. Chỉ có xạ

0 0, 30

 

8

c3.10 h6, 625.1034

19

6, 625.10 8, 625.1019 8, 526.1019 6, 265.1019

34

h6, 625.10

c3.10 eV 1, 6.10 19

19

6, 625.10 6, 625.1034

8 3.10

34

h6, 625.10

c3.10 eV 1, 6.10 19 A 1,88

19

7, 64.10

1 0,18

   2 0, 21  3 0, 35

34

h6, 625.10

c3.10

1

 2 3

1

BÀI TẬP RÈN LUYỆN

Câu (ĐH, CĐ – 2007) Nội dung chủ yếu thuyết lượng tử trực tiếp nói A. phát xạ hấp thụ ánh sáng nguyên tử, phân tử

B. cấu tạo nguyên tử, phân tử

C. hình thành vạch quang phổ nguyên tử D. tồn trạng thái dừng nguyên tử hiđrô

Câu (TN – 2007). Phát biểu sau sai khi nói phơtơn ? A. Vận tốc phôtôn chân không 3.108 m/s B. Mỗi phôtôn mang lượng xác định

C. Các phôtôn ánh sáng đơn sắc mang giá trị lượng D. Năng lượng phôtôn ánh sáng đơn sắc khác nhau Câu (TN – 2009). Phát biểu sau sai khi nói phơtơn ánh sáng ?

A. Mỗi phơtơn có lượng xác định

B. Năng lượng phôtôn ánh sáng đơn sắc khác nhau C. Năng lượng phơtơn ánh sáng tím lớn lượng phôtôn ánh sáng đỏ D. Phôtôn tồn trạng thái chuyển động

Câu (ĐH – 2012). Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai ? A. Phôtôn tồn trạng thái đứng yên trạng thái chuyển động B. Phôtôn ánh sáng đơn sắc khác mang lượng khác C. Trong chân khơng, phôtôn bay với tốc độ m/s dọc theo tia sáng D. Năng lượng phôtôn không đổi truyền chân không

Câu (TN – 2007). Phát biểu sau sai nói thuyết lượng tử ánh sáng ? A. Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn

B. Thuyết lượng tử sở để giải thích định luật quang điện

C. Năng lượng phôtôn chùm sáng đơn sắc tỉ lệ nghịch với tần số chùm sáng D. Năng lượng phôtôn chùm sáng đơn sắc tỉ lệ thuận với tần số chùm sáng Câu (ĐH, CĐ – 2008). Theo thuyết lượng tử ánh sáng lượng

A. phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phơtơn B. phôtôn chùm sáng đơn sắc

C. phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phơtơn tới nguồn phát D. phơtơn lượng nghỉ êlectron

Câu (TN – 2008). Khi nói thuyết phơtơn ánh sáng (thuyết lượng tử ánh sáng), phát biểu sai ? A. Với ánh sáng đơn sắc có tần số f xác định phơtơn ứng với ánh sáng có

lượng

B. Bước sóng ánh sáng lớn lượng phơtơn ứng với ánh sáng nhỏ C. Trong chân không, vận tốc phôtôn nhỏ vận tốc ánh sáng

D. Tần số ánh sáng lớn lượng phơtơn ứng với ánh sáng lớn Câu (ĐH – 2009). Khi nói thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau ?

A. Ánh sáng tạo hạt gọi phôtôn

B. Năng lượng phôtôn nhỏ cường độ chùm ánh sáng nhỏ

C. Phơtơn chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên D. Năng lượng phôtôn lớn tần số ánh sáng ứng với phơtơn nhỏ

Câu (TN – GDTX – 2010) Khi nói phơtơn, phát biểu ? A. Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn mang lượng B. Năng lượng phơtơn lớn bước sóng ánh sáng ứng với phơtơn lớn C. Năng lượng phơtơn ánh sáng tím nhỏ lượng phơtơn ánh sáng đỏ D. Phơtơn tồn trạng thái đứng yên

Câu 10 (THPT QG – 2015). Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau ?

A. Phơtơn ứng với ánh sáng đơn sắc có lượng lớn ánh sáng có tần số lớn B. Năng lượng phôtôn giảm dần phôtôn xa dần nguồn sáng

C. Phôtôn tồn trạng thái đứng yên trạng thái chuyển động D. Năng lượng loại phôtôn

Câu 11 (THPT QG – 2016). Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai ? A. Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n B. Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc khác C. Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn

D. Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ 3.108 m/s

Câu 12 (THPT QG – 2017). Trong chân khơng, ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Gọi h số Plăng, c tốc độ ánh sáng chân không Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đơn sắc

A. B. C. D.

Câu 13 (CĐ – 2009). Gọi lượng phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục, ánh sáng tím , ,

A. B. C. D.

Câu 14 (CĐ – 2012). Gọi , , lượng phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam phơtơn ánh sáng tím Ta có

A. B. C. D.

Câu 15 (ĐH – 2013). Gọi lượng phôtôn ánh sáng đỏ, lượng phôtôn ánh sáng lục, lượng phôtôn ánh sáng vàng Sắp xếp sau ?

A. B. C. D.

Câu 16 (TN – 2011). Cho J.s; m/s Trong chân khơng, ánh sáng tím có bước

sónng 0,4 μm Mỗi phơtơn ánh sáng mang lượng xấp xỉ

A. J B. J C. J D. J

Câu 17 (CĐ – 2009). Trong chân không, xạ đơn sắc vàng có bước sóng 0,589 μm Lấy

J.s; m/s; J Năng lượng phôtôn ứng với xạ có giá trị

A. 0,42 eV B. 0,21 eV C. 4,22 eV D. 2,11 eV

hc

 c

h

 h

c

 hc



Đ



L

 T

T

Đ L

         T L Đ     L T Đ     T Đ L

Đ

 L T T

Đ L

         T L Đ     L T Đ     T Đ L

Đ

 L

V



L

Đ V

         V L Đ     L V Đ     L Đ V

34

h6, 625.10 c3.108

31

4,97.10 2, 49.1019 2, 49.1031 4,97.1019

34

Câu 18 (Tham khảo – THPT QG – 2017) Trong chân khơng, ánh sáng màu lam có bước sóng khoảng từ 0,45 μm đến 0,51 μm Lấy J.s; m/s Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng có giá trị nằm khoảng

A. từ J đến J B. từ J đến J

C. từ J đến J D. từ J đến J

Câu 19 (THPT QG – 2016). Trong chân không, ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm khoảng từ 0,38 μm đến 0,76 μm Cho biết: số Plăng J.s, tốc độ ánh sáng chân không

m/s J Các phơtơn ánh sáng có lượng nằm khoảng A. từ 2,62 eV đến 3,27 eV B. từ 1,63 eV đến 3,27 eV

C. từ 2,62 eV đến 3,11 eV D. từ 1,63 eV đến 3,11 eV

Câu 20 (CĐ – 2014) Cho số Plăng J.s tốc độ truyền ánh sáng chân không

m/s Phôtôn xạ có lượng J Bức xạ thuộc miền

A. sóng vơ tuyến B. ánh sáng nhìn thấy

C. tử ngoại D. hồng ngoại

Câu 21 (TN – 2009). Cho J.s; m/s Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc

có tần số Hz Cơng suất xạ điện từ nguồn 10 W Số phôtôn mà nguồn phát giây xấp xỉ

A. B. C. D.

34

h6, 625.10 c3.108

20

3, 9.10 20

4, 42.10 3, 9.1021 21

4, 42.10

25

3, 9.10 25

4, 42.10 3, 9.1019 19

4, 42.10

34

h6, 625.10

c3.10 19

1 eV1, 6.10

34

h6, 625.10

c3.10 19

6, 625.10

34

h6, 625.10 c3.108 14

5.10

19

Câu 22 (TN – 2008). Nếu quan niệm ánh sáng có tính chất sóng khơng thể giải thích tượng ?

A. Khúc xạ ánh sáng B. Giao thoa ánh sáng

C. Phản xạ ánh sáng D. Quang điện

Câu 23 (TN – 2009). Hiện tượng sau khẳng định ánh sáng có tính chất sóng ?

A. Hiện tượng quang điện B. Hiện tượng quang – phát quang C. Hiện tượng quang điện D. Hiện tượng giao thoa ánh sáng Câu 24 (CĐ – 2014) Thuyết lượng tử ánh sáng khơng dùng để giải thích

A. tượng giao thoa ánh sáng B. tượng quang điện

C. tượng quang – phát quang D. nguyên tắc hoạt động pin quang điện Câu 25 (TN – 2007). Hiện tượng quang điện tượng

A. êlectron tách từ anôt chuyển đến catôt tế bào quang điện chiếu ánh sáng vào catôt B. Êlectron bật khỏi bề mặt kim loại chiếu xạ thích hợp vào bề mặt kim loại C. tăng mạnh điện trở kim loại chiếu xạ thích hợp vào bề mặt kim loại D. tăng mạnh điện trở khối bán dẫn chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bề mặt khối Câu 26 (TN – GDTX – 2013). Giới hạn quang điện kẽm 0,35 μm Hiện tượng quang điện xảy chiếu vào kẽm

A. ánh sáng màu tím B. tia hồng ngoại

C. tia X D. ánh sáng đỏ

Câu 27 (TN – 2009). Chiếu chùm xạ có bước sóng λ vào bề mặt nhơm có giới hạn quang điện 0,36 μm Hiện tượng quang điện không xảy λ

A. 0,30 μm B. 0,24 μm C. 0,28 μm D. 0,42 μm

Câu 28 (TN – 2008). Giới hạn quang điện kim loại natri 0,50 μm Hiện tượng quang điện xảy chiếu vào kim loại

A. tia hồng ngoại B. xạ màu đỏ có bước sóng μm

C. Tia tử ngoại D. xạ màu vàng có bước sóng μm

Câu 27 (TN – GDTX – 2014). Giới hạn quang điện kẽm 0,35 μm Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng vào bề mặt kẽm khơng xảy tượng quang điện ?

A. 0,25 μm B. 0,40 μm C. 0,30 μm D. 0,20 μm

Câu 28 (THPT QG – 2017). Giới hạn quang điện đồng 0,30 μm Trong chân không, chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng λ vào bề mặt đồng Hiện tượng quang điện không xảy λ có giá trị

A. 0,10 μm B. 0,20 μm C. 0,40 μm D. 0,25 μm

đ 0, 656

 

v 0,589

Câu 29 (TN – GDTX – 2010) Giới hạn quang điện kim loại 0,75 μm Biết số Plăng

34

h6, 625.10 J.s; tốc độ ánh sáng chân khơng c3.108m/s Cơng êlectron khỏi kim loại

A. J B. J C. J D. J

Câu 30 (TN – 2011). Cho J.s; m/s J Biết công thoát

êlectron khỏi kim loại 4,14 eV Giới hạn quang điện kim loại

A. 0,30 μm B. 0,35 μm C. 0,50 μm D. 0,26 μm

Câu 31 (TN – 2012). Cho J.s; m/s J Cơng êlectron

một kim loại 3,74 eV Giới hạn quang điện kim loại

A. 0,232 μm B. 0,532 μm C. 0,332 μm D. 0,432 μm

Câu 32 (TN – 2014). Cho J.s; m/s Cơng êlectron khỏi kim loại

J Khi chiếu vào kim loại hai xạ: xạ (I) có tần số Hz xạ (II) có bước sóng 0,25 μm

A. hai xạ (I) (II) không gây tượng quang điện

B. xạ (I) không gây tượng quang điện, xạ (II) gây tượng quang điện C. xạ (II) không gây tượng quang điện, xạ (I) gây tượng quang điện D. hai xạ (I) (II) gây tượng quang điện

Câu 33 (ĐH – 2010). Cho biết số Plăng J.s; tốc độ ánh sáng chân khơng m/s Một kim loại có cơng êlectron J Chiếu vào kim loại

xạ có bước sóng μm; μm; μm μm Những xạ gây

hiện tượng quang điện kim loại có bước sóng

A. , B. C. , D.

19

2, 65.10 2, 65.1032 26,5.1032 26,5.1019

34

h6, 625.10 c3.108 eV 1, 6.10 19

34

h6, 625.10 c3.108 eV 1, 6.10 19

34

h6, 625.10 c3.108

19

3, 68.10 5.1014

34

h6, 625.10

c3.10 7, 2.1019

1 0,18

   2 0, 21  3 0, 32  4 0, 35

1

Câu 34 (ĐH – 2012). Cho J.s; m/s J Biết cơng êlectron kim loại: canxi, kali, bạc đồng là: 2,89 eV; 2,26 eV; 4,78 eV 4,14 eV Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 μm vào bề mặt kim loại Hiện tượng quang điện không xảy với kim loại sau ?

A. Canxi bạc B. Kali đồng C. Kali canxi D. Bạc đồng Câu 35 (Minh họa – THPT QG – 2015). Biết số Plăng h, tốc độ ánh sáng chân không c Một học sinh làm thực hành tượng quang điện cách chiếu xạ có bước sóng vào kim loại có giới hạn quang điện Cho lượng mà êlectron quang điện hấp thụ từ phôtôn xạ trên, phần dùng để giải phóng nó, phần cịn lại biến hồn tồn thành động Giá trị động

A. B. C. D.

Câu 36 (CĐ – 2012). Cho số Plăng J.s; tốc độ truyền ánh sáng chân không m/s khối lượng êlectron kg Chiếu xạ điện từ có bước sóng 0,25 μm vào catơt tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,5 μm Giả sử lượng mà êlectron quang điện hấp thụ từ phôtôn xạ trên, phần dùng để giải phóng nó, phần cịn lại biến hồn tồn thành động Động ban đầu cực đại êlectron quang điện

A. J B. J C. J D. J

Câu 37 (CĐ – 2013). Chiếu xạ có tần số f vào kim loại có cơng A gây tượng quang điện Giả sử êlectron hấp thụ phôtôn sử dụng phần lượng làm cơng thốt, phần cịn lại biến thành động K Nếu tần số xạ chiếu tới 2f động êlectron quang điện

A. B. C. D.

34

h6, 625.10 c3.108 eV 1, 6.10 19

0

3





0

3hc

 0

hc

2 0

hc

3 0

2hc



34

h6, 625.10

c3.10 me 9,1.10 31





19

3, 975.10 3, 975.1017 3, 975.1020 3, 975.1018