Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,405 μm, λ2 = 0,436 μm vào bề mặt của một tấm kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng Uh1 = 1,15 V; Uh2 = 0,93 V. Công thoát của kim loại đó bằng 19,2 eV. 1,92 J. 1,92 eV. 2,19 eV. Hướng dẫn giải: Hệ thức Anh -xtanh \(eU_{h1}= hf_1-A.(1)\) \(eU_{h2}= hf_2-A.(2)\) Chia hai vế của phương trình (1) và (2) ta được \(\frac{hf_1-A}{hf_2-A}= \frac{1,15}{0,93}= 1,24.\) => \(hf_1-1,24 hf_2=-0,24 A \) => \(A =- \frac{hf_1-1,24hf_2}{0,24}= -6,625.10^{-34}.3.10^8.\frac{(\frac{1}{0,405.10^{-6}}-\frac{1,24}{0,436.10^{-6}})}{0,24} = 3,104 .10^{-19}J = 1,92 eV.\) Chú ý: 1 J = $1,6.10^{-19}$ eV.
Công thoát của kim loại làm catôt của một tế bào quang điện là 2,5 eV. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ vào catôt thì các electron quang điện bật ra có động năng cực đại là 1,5 eV. Bước sóng của bức xạ nói trên là 0,31μm. 3,1 μm. 0,49 μm. đáp án khác. Hướng dẫn giải: Hệ thức Anh -xtanh \(hf = A+ W_{đ max}\) => \(hf = 2,5 +1,5= 4 eV = 4.1,6.10^{-16}J.\) => \(\lambda = \frac{hc}{4.1,6.10^{-19}}= \frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{4.1,6.10^{-19}}=0,31 \mu m.\)
Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 320 nm vào bề mặt ca tốt của một tế bào quang điện làm bằng xedi có giới hạn quang điện là λ0 = 660 nm. Hiệu điện thế hãm của nó có giá trị là 0,3 V. 1,9 V. 2 V. 3 V. Hướng dẫn giải: \(hf = A + eU_h\) => \(eU_h= hf - A= 6,625.10^{-34}.3.10^8(\frac{1}{320.10^{-9}}-\frac{1}{660.10^{-9}})=3,2.10^{-19}J. \) => \(U_h = \frac{3,2.10^{-19}}{1,6.10^{-19}}=2 V.\)
Cho giới hạn quang điện của catốt một tế bào quang điện là λ0 = 0,66 μm. Chiếu đến catốt bức xạ có λ = 0,33 μm. Tính hiệu điện thế ngược UAK cần đặt vào giữa anôt và catôt để dòng quang điện triệt tiêu UAK ≤ -1,88 V. UAK ≤ -1,16 V. UAK ≤ -2,04 V. UAK ≤ -2,35 V Hướng dẫn giải: Hệ thức Anh -xtanh \(hf = A+ eU_h\) => \(eU_h = hf - A= 6,625.10^{-34}.3.10^8.(\frac{1}{0,33.10^{-6}}-\frac{1}{0,66.10^{-6}})= 3,01.10^{-19}J.\) => \(U_h = \frac{3,01.10^{-19}}{1,6.10^{-19}}=1,88 V.\) => \(U_{AK} \leq -1,88V\)
Một tế bào quang điện có catốt bằng Na, công thoát của electron của Na bằng 2,1 eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,42 μm. Trị số của hiệu điện thế hãm là –0,86 V. –2,95 V. –1,17 V. kết quả khác. Hướng dẫn giải: \(hf = A+ eU_h\) => \(eU_h = hf -A= \frac{hc}{\lambda}-A= \frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{0,42.10^{-6}}- 2,1.1,6.10^{-19}= 1,372.10^{-19}J.\) => \(U_h = \frac{1,372.10^{-19}}{1,6.10^{-19}}= 0,86 V.\) => Trị số của hiệu điện thế hãm là - 0,86 V.
Khi làm thí nghiệm với tế bào một quang điện người ta thấy dòng quang điện chỉ xuất hiện khi ánh sáng chiếu lên bề mặt catốt có bước sóng ngắn hơn 0,6 μm. Với ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0, 25 μm thì động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện là bao nhiêu? $2,9.10^{-13}$ J. $2,9.10^{-19}$ J. $4,64.10^{-19}$ J. $4,64.10^{-13}$ J. Hướng dẫn giải: \(W_{đ max}= hf -A = hc.(\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{\lambda_0})=6,625.10^{-34}.3.10^8.(\frac{1}{0,25.10^{-6}}-\frac{1}{0,6.10^{-6}})=4,64.10^{-19}J.\)
Cho giới hạn quang điện của catot là $λ_0 = 660$ nm và đặt vào đó giữa anot và catot một UAK = 1,5 V. Dùng bức xạ có λ = 330 nm. Động năng cực đại của các quang electron khi đập vào anôt là $3,01.10^{-19}$ J. $4.10^{-20}$ J. $5.10^{-20}$ J. $5,41.10^{-19}$ J. Hướng dẫn giải: Để tính được động năng cực đại của quang electron khi đập vào anôt thì ta cần tính động năng ban đầu cực đại của electron khi thoát khỏi bề mặt kim loại. Động năng lớn nhất của các electron thoát khỏi bề mặt kim loại là \(\frac{hc}{\lambda}= A+W_{0max}^d\) => \(W_{0max}^d =\frac{hc}{\lambda}- A=6,625.10^{-34}.3.10^{-8}.(\frac{1}{330.10^{-9}}-\frac{1}{660.10^{-9}} )= 3,01.10^{-19}J. \) Động năng cực đại của các quang electron khi đập vào anôt là \(W_{max}^d=\frac{1}{2}v_{max}^2=W_{0max}^d+eU_{AK} = 3,01.10^{-19}+1,6.10^{-19}.1,5= 5,41.10^{-19}J.\)
Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng $λ = 330$ nm vào bề mặt ca tốt của một tế bào quang điện, hiệu điện thế hãm của nó có giá trị là Uh. Cho giới hạn quang điện của catot là $λ_0 = 660$ nm và đặt vào giữa anôt và catôt một hiệu điện thế hãm UAK = 1,5 V. Tính động năng cực đại của các quang electron khi đập vào anot nếu dùng bức xạ $λ' = 282,5$ nm ? $5,41.10^{-19}$ J. $6,42.10^{-19}$ J. $3,05.10^{-19}$ J. $7,47.10^{-19}$ J. Hướng dẫn giải: Động năng cực đại của electron quang điện khi đập vào anôt là \(W_{max}^d=W_{0max}^d+eU_{AK}\) Khi chiếu chùm bức xạ vào kim loại thì để động năng ban đầu cực đại khi electron thoát khỏi bề mặt kim loại lớn nhất thì bước sóng của bức xạ chiếu vào sẽ tính theo bức xạ nhỏ hơn => Chọn bức xạ λ = 282,5 μm. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện khi thoát khỏi bề mặt kim loại là \(W_{0max}^d= h\frac{c}{\lambda}-A= 6,625.10^{-34}.3.10^8.(\frac{1}{282,5.10^{-9}}-\frac{1}{660.10^{-9}})= 4,02.10^{-19}J.\) => Động năng cực đại của electron quang điện đập vào anôt là \(W_{max}^d=W_{0max}^d+eU_{AK}= 4,02.10^{-19}+1,6.10^{-19}.1,5 = 6,42.10^{-19}J.\)
Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào catôt của một tế bào quang điện. Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,5 µm. Lấy $h = 6,625.10^{-34}$ J.s, $c = 3.10^{8}$ m/s và $me = 9,1.10^{-31}$ kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng $2,29.10^{4}$ m/s. $9,24.10^{3}$ m/s. $9,61.10^{5}$ m/s. $1,34.10^{6}$ m/s. Hướng dẫn giải: Khi chiếu đồng thời hai bức xạ vào kim loại thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện thoát ra khỏi bề mặt kim loại sẽ có giá trị lớn khi mà bức xạ có bước sóng nhỏ hơn => chọn λ = 0,243 μm. \(W_{0đ max}= hf - A = hc.(\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{\lambda_0})= 6,625.10^{-19}.3.10^8.(\frac{1}{0,243.10^{-6}}-\frac{1}{0,5.10^{-6}})= 4,2.10^{-19}J.\) => \(v_{0max}=\sqrt{ \frac{2.W_{0đ max}}{m_e}}= 9,61.10^5 m/s.\)
Chiếu lần lượt các bức xạ có tần số f1 và f2 vào catốt của một tế bào quang điện, sau đó dùng các hiệu điện thế hãm có độ lớn lần lượt là U1 và U2 để triệt tiêu các dòng quang điện. Hằng số Plăng có thể tính từ biểu thức nào trong các biểu thức sau ? \(h =\frac{e(U_1-U_2)}{f_2-f_1}\). \(h =\frac{e(U_2-U_1)}{f_2-f_1}\). \(h =\frac{e(U_2-U_1)}{f_1-f_2}\). \(h =\frac{e(U_1-U_2)}{f_1-f_2}\). Hướng dẫn giải: \(hf_1 = A+eU_{1}=> A = hf_1-eU_1.(1)\) \(hf_2 = A+eU_{2}.(2)\) Thay (1) vào (2) ta được \(hf_2 = hf_1-eU_1+eU_2\) => \(h(f_2 - f_1) = e(U_2-U_1)\) => \(h= \frac { e(U_2-U_1)}{f_2 - f_1}\)
