Các dạng bài tập Lượng tử ánh sáng có lời giải - Vật Lí lớp 12
Các dạng bài tập Lượng tử ánh sáng có lời giải
Với Các dạng bài tập Lượng tử ánh sáng có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp các dạng bài tập, 400 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Lượng tử ánh sáng từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.
Tổng hợp Lý thuyết Chương Lượng tử ánh sáng
- Lý thuyết Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Xem chi tiết
- Lý thuyết Hiện tượng quang điện trong Xem chi tiết
- Lý thuyết Hiện tượng quang - Phát quang Xem chi tiết
- Lý thuyết Mẫu nguyên tử Bo Xem chi tiết
- Lý thuyết Sơ lược về Laze Xem chi tiết
Chủ đề: Hiện tượng quang điện ngoài
Dạng 3: Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường
Chủ đề: Tia X
Chủ đề: Mẫu nguyên tử Bo - Quang phổ vạch của Hidro
Chủ đề: Hiện tượng quang - Phát quang - Tia laze
Bài tập trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng
- Bài tập Lượng tử ánh sáng trong đề thi Đại học có lời giải Xem chi tiết
- 100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (cơ bản) Xem chi tiết
- 100 câu trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng có lời giải chi tiết (nâng cao) Xem chi tiết
Cách tính Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử
A. Phương pháp & Ví dụ
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
A. Phương pháp & Ví dụ
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
A. Phương pháp & Ví dụ
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:
