Các dạng bài tập về lượng tử ánh sáng

Lượng tử ánh sáng| thuyết lượng tử ánh sáng| lý thuyết lượng tử ánh sáng| bài tập lượng tử ánh sáng hay và khó| các dạng bài tập lượng tử ánh sáng lượng tử ánh sáng lý thuyết| công thức lượng tử ánh sáng

TẢI XUỐNG​

Lượng tử ánh sáng là một chủ đề rất hay gặp trong bài thi THPT qua các năm, đây là một chủ đề không quá dễ cũng không quá khó. Hôm nay HocThatGioi xin được gửi đến với các bạn bài viết 15 bài tập liên quan đến lượng tử ánh sáng hay nhất kèm lời giải chi tiết. Hãy theo dõi bài viết sau đây để học tập hiệu quả nhé. Khám phá ngay thôi!

15 bài tập liên quan đến lượng tử ánh sáng hay nhất kèm lời giải chi tiết

Câu 3: Gọi \varepsilon D, \varepsilon L, \varepsilon V là năng lượng của phôtôn của ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng vàng. Sắp xếp nào sau đây đúng ?

Hướng dẫn giải:
Ta có: \varepsilon = hf; trong vùng ánh sáng nhìn thấy, tần số tăng dần theo thứ tự: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Câu 8: Kim loại dùng làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 2,2eV. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng \lambda. Để triệt tiêu dòng quang điện cần đặt có một hiệu điện thế hãm U_h = U_{KA} = 0,4V. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là:

Hướng dẫn giải: Ta có

A = \frac {hc}{\lambda} = 2,2 eV \Rightarrow \lambda_0 = \frac {hc}{2,2.1,6.10^{-19}} =0,5646.10^{-6} m

Như vậy, bài viết về 15 bài tập liên quan đến lượng tử ánh sáng của HocThatGioi đến đây đã hết. Qua bài viết, hy vọng sẽ giúp các bạn tiếp thu được kiến thức bổ ích. Đừng quên Like và Share để HocThatGioi ngày càng phát triển nhé. Cuối cùng, cảm ơn tất cả các bạn đã theo dõi hết bài viết và chúc các bạn học tốt.

Bài viết khác liên quan đến lượng tử ánh sáng

Tác giả: Đoàn Văn Lượng Nguồn: thuvienvatly.com

Click vào đây để xem và tải về [Dạng file: MS Word]

Xem hướng dẫn tải về

Tài liệu gồm 74 trang, bao gồm kiến thức cần nhớ và phương pháp giải các dạng bài tập chuyên đề lượng tử ánh sáng trong chương trình Vật lí 12.

A. LÍ THUYẾT I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN [NGOÀI]. 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện. 2. Hiện tượng quang điện. 3. Các định luật quang điện. II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG [THUYẾT PHOTON]. 1. Giả thuyết Plăng. 2. Thuyết lượng tử ánh sáng. Photon. III. GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 1. Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện. 2. Giải thích định luật quang điện thứ nhất. 3. Giải thích định luật quang điện thứ hai. 4. Giải thích định luật quang điện thứ ba. 5. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng. IV. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG. 1. Chất quang dẫn. 2. Hiện tượng quang điện trong. 3. Quang điện trở. 4. Pin quang điện. V. SO SÁNH HIỆN TUỢNG QUANG BIỆN NGOÀI UÀ QUANG ĐIỆN TRONG. VI. HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG. 1. Sự phát quang. 2. Định luật Xtốc về sự phát quang. 3. Ứng dụng của hiện tượng phát quang. VII. MẪU NGUYÊN TỬ Bo. 1. Tiên đề về trạng thái dừng. 2. Tiên đề vế sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử. VIII. QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUVÊN TỬ HIĐRÔ. 1. Đặc điểm của quang phổ hiđrô. 2. Sự giải thích sự tạo thành các dãy. IX. SƠ LƯỢC LAZE. 1. Đặc điểm của laze. 2. Một số ứng dụng của laze.

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

I. TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT. II. BÀI TẬP. 1. Bài toán sử dụng công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện. 2. Bài toán hiệu điện thế hãm, hiệu điện thế giữa anot và catot trong tế bào quang điện. 3. Bài toán về hiệu suất lượng tử. 4. Bài toán về chiếu đồng thời hai bức xạ vào tế bào quang điện. 5. Bài tập rèn luyện kỹ năng. III. BÀI TẬP VỀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUVÊN TỬ HYDRO. IV. BÀI TẬP VỀ TIA RƠN-GHEN [TIA X]. 1. Bước sóng nhỏ nhất, tần số lớn nhất của tia X.

2. Vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt.

[ads]

• Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!

Phần Lượng tử ánh sáng Vật Lí lớp 12 sẽ tổng hợp Lý thuyết, các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 400 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Lượng tử ánh sáng hay nhất tương ứng.

• Dạng 1: Hiện tượng quang - Phát quang, tia laze

  Xem chi tiết

Cách tính Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử

1. Phương pháp

• Công suất của nguồn sáng- hoặc công suất chiếu sáng:

• Cường độ dòng quang điện bão hòa:

• Hiệu suất lượng tử:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đỏ với công suất P = 2W, bước sóng của ánh sáng λ = 0,7 μm. Xác định số phôtôn đèn phát ra trong 1s.

A. 7,04.1018 hạt         B. 5,07.1020 hạt          C. 7.1019 hạt          D. 7.1021 hạt

Hướng dẫn:

• Ta có:

Ví dụ 2: Chiếu một bức xạ điện tử có bước sóng λ = 0,5μm vào bề mặt catôt của tế bào quang điện tạo thành dòng bão hòa I = 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào catôt là P = 1,5W. Biết h = 6,625.10-34Js, c=3.108 m/s và |e|=1,6.10-19 C. Tìm hiệu suất lượng tử là bao nhiêu?

A. 46%          B. 53%          C. 84%          D. 67%

Hướng dẫn:

Hiệu suất lượng tử năng lượng:

Cách giải bài tập Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường

1. Phương pháp

- Bài toán 1: Xác định bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường

- Bài toán 2: Xác định điện tích của quả cầu kim loại đặt trong không khí khi bị chiếu sáng để hiện tượng quang điện ngoài xảy ra:

- Bài toán 3: Xác định bán kính cực đại vùng e quang điện khi đến anot:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Catốt của tế bào quang điện chân không là một tấm kim loại phẳng có giới hạn quang điện là λo = 0,6 μm. Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm. Anốt cũng là tấm lim loại phẳng cách catốt 1cm. Giữa chúng có một hiệu điện thế 10V. Tìm bán kính lớn nhất trên bề mặt anốt có quang electron đập tới.

A. R = 4,06 mm          B. R = 4,06 cm          C. R = 8,1 mm          D. R = 6,2 cm

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức:

Ví dụ 2: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm vào catot của 1 tế bào quang điện có công thoát A = 1,8 eV. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một điện trường hướng từ A đến B sao cho UAB = - 10 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của các electron khi tới B lần lượt là

A. 18,75.105 m/s và 19,00.105 m/s.

B. 16,75.105 m/s và 19,00.105 m/s.

C. 16,75.105 m/s và 18,75.105 m/s.

D. 18,75.105 m/s và 18,87.105 m/s.

Hướng dẫn:

Do có hiện tượng quang điện nên:

Khi electron electron bứt ra mà chúng bay vào điện trường hướng từ A đến B sao cho UAB = VA – VB = - 10 V → VA < VB

electron sẽ được tăng tốc vì B là bản dương. Khi đó electron có vận tốc lớn nhất ứng với khi nó bứt ra khỏi tấm kim loại cực đại và nó có vận tốc nhỏ nhất khi nó bứt ra với vận tốc ban đầu bằng không.

• Electron cực đại

• Electron cực tiểu là:

Cách giải bài tập Mẫu nguyên tử Bo, Quang phổ vạch của Hidro

1. Phương pháp

1. Tiên đề về trạng thái dừng

• Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ

• Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng. Đối với nguyên tử Hidro bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp:

Rn = n2.ro

Rn: là bán kính quỹ đạo thứ n

n: là quỹ đạo thứ n

ro = 5,3.10-11 m: là bán kính cơ bản

ro	4ro	9ro	16ro	25ro	36ro
K	L	M	N	O	P

2. Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng

• Khi nguyên tử chyển từ trạng thái dừng có năng lượng [En] sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn [Em] thì nó phát ra một pho ton có năng lượng đúng bằng hiệu: En - Em

ε = hfnm = En - Em

• Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En.

• Từ tiên đề trên: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng ấy.

3. Quang phổ vạch Hiđrô

• Mức năng lượng ở trạng thái n:

• e lectron bị ion hóa khi: E∞ = 0.

• Công thức xác định tổng số bức xạ có thể phát ra khi e ở trạng thái năng lượng thứ n:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Ở nguyên tử hidro, quỹ đạo nào sau đây có bán kính lớn nhất so với bán kính các quỹ đạo còn lại?

A. O          B. N          C. L         D. P

Hướng dẫn:

• Ta có: Rn = n2.ro [trong đó ro là bán kính quỹ đạo cơ bản: ro = 5,3.10-11 m]

Quĩ đạo O có n = 5.

Quĩ đạo N có: n = 4

Quĩ đạo L có n = 2

Quĩ đạo P có n = 6.

⇒ Trong các quỹ đạo trên, quỹ đạo P có n lớn nhất lên bán kính là lớn nhất.

Ví dụ 2: Electron đang ở quỹ đạo n chưa rõ thì chuyển về quỹ đạo L và thấy rẳng bán kính quỹ đạo đã giảm đi 4 lần. Hỏi ban đầu electron đang ở quỹ đạo nào?

A. O         B. M         C. N         D. P

Hướng dẫn:

• Ta có: Bán kính quỹ đạo L: R2 = 22.ro = 4.ro

Bán kính quỹ đạo n: Rn = n2.ro

Theo đề bài:

Vậy electron ban đầu đang ở quỹ đạo N

Ví dụ 3: Năng lượng của êlectron trong nguyên tử hyđrô được tính theo công thức: En = -13,6 / n2; n = 1, 2, 3, … Xác định năng lượng ở quỹ đạo dừng L.

A. 5,44.10-20 J          B. 5,44eV          C. 5,44MeV          D. 3,4.eV

Hướng dẫn:

• Quĩ đạo dừng thứ L ứng với n = 2 ⇒ EL = 13,6 / 4 = 3,4 eV

Ví dụ 4: Năng lượng của êlectron trong nguyên tử hyđrô được tính theo công thức: En = -13,6 / n2; n = 1,2,3, …Hỏi khi electron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nó phát ra một photon có bước sóng là bao nhiêu?

A. 0,2228 μm.          B. 0,2818 μm.         C. 0,1281 μm.         D. 0,1218 μm.

Hướng dẫn:

Khi e chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nó phát ra một photon:

Ví dụ 5: Trong quang phổ của nguyên tử hiđro, ba vạch đầu tiên trong dãy lai man có bước sóng λ12 = 121,6 nm; λ13 = 102,6 nm; λ14 = 97,3 nm. Bước sóng của vạch đầu tiên trong dãy Banme và vạch đầu tiên trong dãy pasen là

A. 686,6 nm và 447,4 nm.          B. 660,3 nm và 440,2 nm.

C. 624,6nm và 422,5 nm.          D. 656,6 nm và 486,9 nm.

Hướng dẫn:

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack