Ánh sáng đơn sắc có tần số f1 chiếu tới tế bào quang điện thì hiệu điện thế hãm là U1. Nếu chiếu ánh sáng có tần số f2 thì hiệu điện thế hãm là \(U_1 -(f_2-f_1)h/e.\) \(U_1 +(f_2+f_1)h/e.\) \(U_1 -(f_2+f_1)h/e.\) \(U_1 +(f_2-f_1)h/e.\) Hướng dẫn giải: \(hf_1 = A+eU_1=> A = hf_1 -eU_1.(1)\) \(hf_2 = A+eU_2.(2)\) Thay (1) vào (2) => \(hf_2 = hf_1 -eU_1+eU_2\) => \(eU_2= hf_2 - hf_1 + eU_1\) => \(U_2 = \frac{h(f_2-f_1)}{e}+U_1\)
Chiếu bức xạ điện từ có tần số f1 vào tấm kim loại làm bắn các electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại là v1. Nếu chiếu vào tấm kim loại đó bức xạ điện từ có tần số f2 thì vận tốc của electron ban đầu cực đại là v2 = 2v1. Công thoát A của kim loại đó tính theo f1 và f2 theo biểu thức là \(\frac{4h}{3(f_1-f_2)}\). \(\frac{h}{3(4f_1-f_2)}\). \(\frac{4h}{3f_1-f_2}.\) \(\frac{h.(4f_1-f_2)}{3}.\) Hướng dẫn giải: \(hf_1 = A+\frac{1}{2}mv_1^2=>\frac{1}{2}mv_1^2= hf_1-A .(1)\) \(hf_2 = A+\frac{1}{2}mv_2^2= A+4\frac{1}{2}mv_1^2 .(2)\)Do \(v_2=2 v_1\) Thay phương trình (1) vào (2) => => \(hf_2 = A+4.(hf_1-A)\) => \(3A= 4hf_1-hf_2\) => \(A = \frac{h.(4f_1-f_2)}{3}.\)
Khi các phôtôn có năng lượng hf chiếu vào một tấm nhôm(công thoát là A), các electron quang điện phóng ra có động năng cực đại là Wo. Nếu tần số của bức xạ chiếu tới tăng gấp đôi, thì động năng cực đại của các electron quang điện là $W_0 + hf$. $W_0 + A$. $2W_0$. $W_0$.
Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm và có công suất bức xạ là 15,9 W. Trong 1 giây số phôtôn do ngọn đèn phát ra là $5.10^{20}$. $4.10^{20}$. $3.10^{20}$. $4.10^{19}$. Hướng dẫn giải: Công suất bức xạ \(P = N\varepsilon\) Số phôtôn do ngọn đèn phát ra trong một giây là \(N=\frac{P}{\varepsilon}=\frac{P\lambda}{hc}= \frac{15,9.0,5.10^{-6}}{6,625.10^{-34}.3.10^8}= 4.10^{19}\)
Giả sử các electron thoát ra khỏi catốt của tế bào quang điện đều bị hút về anốt, khi đó dòng quang điện có cường độ I = 0,32 mA. Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là $2.10^{15}$ . $2.10^{17}$. $2.10^{19}$. $2.10^{13}$. Hướng dẫn giải: Dòng quang điện này chính là dòng quang điện bão hòa. \(I_{bh}=ne\) => Số electron thoát ra khỏi catôt trong mỗi giây là \(n = \frac{I_{bh}}{|e|}= \frac{0,32.10^{-3}}{1,6.10^{-19}} = 2.10^{15}\)
Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ = 0,56 μm vào catốt một tế bào quang điện. Biết Ibh = 2 mA. Số electron quang điện thoát khỏi catôt trong mỗi phút là bao nhiêu? $7,5.10^{17}$ hạt. $7,5.10^{19}$ hạt. $7,5.10^{13}$ hạt. $7,5.10^{15}$ hạt. Hướng dẫn giải: \(I_{bh} = n|e|\) \(n\) là số electron quang điện thoát khỏi catôt trong mỗi giây. => \(n=\frac{I_{bh} }{|e|} =\frac{2.10^{-3}} {1,6.10^{-19}}= 1,25.10^{16}\) Nhận xét 1 giây có $1,25.10^{16}$ electron thoát ra. => 1 phút = 60 giây có \(\frac{1,25.10^{16}.60}{1}=7,5.10^{17}\)electron thoát ra.
Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số $7.5.10^{14}$ Hz. Công suất phát xạ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong một giây xấp xỉ bằng $0,33.10^{20}$. $2,01.10^{19}$. $0,33.10^{19}$. $2,01.10^{20}$. Hướng dẫn giải: Số phôtôn mà nguồn sáng phát ra trong một giây là \(N = \frac{P}{\varepsilon}= \frac{P}{hf}= \frac{10 }{6,625.10^{-34}.7,5.10^{14}}= 2,01.10^{19}\)
Chọn câu trả lời đúng. Cho $e = 1,6.10^{-19}$ C. Biết trong mỗi giây có $10^{15}$ êlectrôn từ catốt đến đập vào anốt của tế bào quang điện. Dòng quang điện bão hòa là $1,6$ A. $1.6$ MA. $0,16$ mA. $0,16$ μA. Hướng dẫn giải: Dòng quang điện bão hòa \(I_{bh}= ne\) \(n\) là số electron từ catôt đến anôt trong 1 s. => \(I_{bh}= 10^{15}.1,6.10^{-19}= 1,6.10^{-4}= 0,16 mA.\)
Độ nhạy của võng mạc mắt với ánh sáng đơn sắc bước sóng là công suất nhỏ nhất của chùm sáng đủ để gây cảm giác sáng của mắt. Với ánh sáng màu vàng λ = 0,6 μm phải có ít nhất 6 phôtôn đập vào võng mạc trong một giây mới có thể gây ra cảm giác sáng. Tìm độ nhạy của võng mạc với ánh sáng vàng đỏ ? $2.10^{18}$ J. $1,8.10^{-17}$ J. $1,6.10^{-19}$ W. $2.10^{-18}$ W. Hướng dẫn giải: Độ nhạy của võng mạc với ánh sáng vàng là công suất nhỏ nhất của chùm sáng \(P = N\varepsilon = N\frac{hc}{\lambda} = 6.\frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{0,6.10^{-6}} \approx 2.10^{-18} W.\)
Một đèn laze có công suất phát sáng 1 W phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,7 μm. Cho $h = 6,625.10^{-34}$ Js, $c = 3.10^{8}$ m/s. Số phôtôn của nó phát ra trong 1 giây là $3,52.10^{19}$. $3,52.10^{20}$. $3,52.10^{18}$. $3,52.10^{16}$. Hướng dẫn giải: Số phôtôn phát ra trong 1 giây là \(N = \frac{P}{\varepsilon}- \frac{P\lambda}{hc}= \frac{1.0,7.10^{-6}}{6,625.10^{-34}.3.10^8}= 3,52.10^{18}\)
