Tổng hợp lý thuyết chuyên đề Tế bào quang điện, hiệu suất lượng tử và bài tập rèn luyện

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Catôt tế bào quang điện bằng kim loại có công thoát 2,07 eV. Chiếu ánh sáng vào catôt, chùm ánh sáng gây ra hiện tượng quang điện khi
    • là ánh sáng tử ngoại.
    • là ánh sáng hồng ngoại.
    • là ánh sáng đơn sắc đỏ.
    • là ánh sáng có bước sóng λ = 0,63 μm.
    Hướng dẫn giải:

    Giới hạn quang điện của kim loại này là
    \( \lambda_0= \frac{hc}{A} = \frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{2,07.1,6.10^{-19}}= 6.10^{-7}m = 0,6 \mu m.\)
    Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện là
    \(\lambda < \lambda_0\)
    Như vậy chỉ có bước sóng của ánh sáng tử ngoại thỏa mãn.
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Kim loại làm catốt một tế bào quang điện có công thoát electron là A = 2,2 eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ λ = 0,44 m. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron có giá trị bằng
    • $0,468.10^{-7}$ m/s.
    • $0,468.10^{5}$ m/s.
    • $0,468.10^{6}$ m/s.
    • $0,468.10^{9}$ m/s.
    Hướng dẫn giải:

    Đổi $A = 2,2$ eV = $2,2.1,6.10^{-19}$ J.
    Hệ thức Anh -xtanh
    \(hf = A+ W_{đ max}\)
    => \(W_{đ max}=hf -A \)
    => \(W_{đ max}=hc({\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{\lambda_0}}) \)
    => \(W_{đ max}=\frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{0,44.10^{-6}}-2,2.1,6.10^{-19}= 9,97.10^{-20}J.\)
    => \(v_{0max}= \sqrt{\frac{2.W_{đmax}}{m_e}} = 4,68.10^5m/s.\)
    Với $m_e = 9,1.10^{-31}$ kg.
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng λ1 = 400 nm và λ2 = 0,250 μm vào catốt một tế bào quang điện thì thấy vận tốc ban đầu cực đại của quang electron gấp đôi nhau. Công thoát của electron nhận giá bằng
    • $3,975.10^{-19}$ eV.
    • $3,975.10^{-13}$ J.
    • $3,975.10^{-19}$ J.
    • $3,975.10^{-16}$ J.
    Hướng dẫn giải:

    Đổi $λ_1 = 0,4.10^{-6}$ m; $λ_2 = 0,25.10^{-6}$ m.
    Hệ thức Anh -xtanh
    \(hf_1 = A+ W_{đ max_1} => W_{đ max_1}= hf_1-A.(1) \)
    \(hf_2 = A+ W_{đ max_2}=>W_{đ max_2}= hf_2-A .(2)\)
    Do \(\lambda_1 > \lambda_2 \) => \(hf_1 < hf_2\), mà \(A = const\)
    => \(W_{đmax1} < W_{đmax2}\)
    Theo bài thì vận tốc ban đầu cực đại của quang electron gấp đôi nhau.
    Tức là \(v_{0max2}= 2v_{0max1}=> W_{đmax2} =4 W_{đmax1}\)
    Từ phương trình (1), (2)
    => \(\frac{hf_1-A}{hf_2-A}= \frac{1}{4}\)
    => \(4hf_1 -hf_2=3A\)
    => \(A = \frac{4hf_1-hf_2}{3}\)
    => \(A= \frac{1}{3}.6,625.10^{-34}.3.10^8(\frac{4}{0,4.10^{-6}}-\frac{1}{0,25.10^{-6}})=3,975.10^{-19}J.\)
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Khi chiếu bức xạ có tần số $f = 2,538.10^{15}$ Hz vào kim loại dùng catốt tế bào quang điện thì các electron bắn ra đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm Uh = 8 V. Giới hạn quang điện của kim loại ấy là
    • 0,495 μm.
    • 0,695 μm.
    • 0,590 μm.
    • 0,465 μm.
    Hướng dẫn giải:

    Công thoát của electron
    \(A = \frac{hc}{\lambda}-eU_h= 6,625.10^{-34}.2,538.10^{15}-1,6.10^{-19}.8 =4,014.10^{-19}J.\)
    Giới hạn quang điện của kim loại là
    \(\lambda_0 = \frac{hc}{A} =0,495 \mu m.\)
     
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Chọn câu trả lời đúng. Khi chiếu ánh sáng có bước sóng 0,3 μm lên tấm kim loại hiện tượng quang điện xảy ra. Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện phải đặt hiệu điện thế hãm Uh = 1,4 V. Bước sóng giới hạn quang điện của kim loại này là
    • 0,753 μm.
    • 0,653 μm.
    • 0,553 μm.
    • 0,453 μm.
    Hướng dẫn giải:

    Hệ thức Anh -xtanh
    \(hf = A+eU_h\)
    => \(A = h\frac{c}{\lambda} - eU_h= 6,625.10^{-34}.\frac{3.10^8}{0,3.10^{-6}}-1,6.10^{-19}.1,4= 4,385.10^{-19}J.\)
    => \(\lambda_0 = \frac{hc}{A} = 4,53.10^{-7}m = 0,453 \mu m.\)