TÓM TẮT LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)
2
hc
hf mce
l
===

Trong đó : h = 6,625.10
-34
Js là hằng số Plăng.
c = 3.10
8
m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không.
f,  là tần số, bước sóng của ánh sáng (của bức xạ).
m là khối lượng của phôtôn
2. Hiện tượng quang điện
*Công thức Anhxtanh
2
0ax
2
M
mv
hc
hf Ae
l
===+

Trong đó

h
> 0 thì đó là độ lớn.
* Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại V
Max
và khoảng cách cực đại d
Max
mà electron chuyển động trong điện
trường cản có cường độ E được tính theo công thức:
2
ax 0 ax ax
1
2
MMM
eV mv eEd==
* Nối vật tích điện với một đện trở R sau đó nối với đất thì cường độ dòng điện qua R là
max
UV
I
RR


* Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, v
A
là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, v
K
= v
0Max
là vận tốc
ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì:
22

q
I
tt
==

bh bh bh
IIhfIhc
H
p
epepe
e
l
Þ= = =

* Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trường đều B

¶
, = ( ,B)
sin
mv
R
v
eB
a
a
=
rur

Xét electron vừa rời khỏi catốt thì v = v
0Max

2
.
m
Rdv
eU

* Quĩ đạo của e bay vuông góc với phương điện trường :
2
2
0max
1

2
eU x
y
md v


Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu đồng thời nhiều bức xạ thì khi tính các đại lượng: Vận tốc ban
đầu cực đại v
0Max
, hiệu điện thế hãm U
h
, điện thế cực đại V
Max
, … đều được tính ứng với bức xạ có 
Min
(hoặc f
Max
)

mn
hc
hf E Ee
l
===-* Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô:
r
n
= n
2
r
0

Với r
0
=5,3.10
-11
m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K)
* Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô:

2
13,6
()
n
EeV
n
=- Với n  N
*

)
Vạch ngắn nhất 
L
khi e chuyển từ   L.
- Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại
Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M
Lưu ý: Vạch dài nhất 
NM
khi e chuyển từ N  M.
Vạch ngắn nhất 
M
khi e chuyển từ   M.Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ
của nguyên từ hiđrô:
13 12 23
111


 và f
13
= f
12
+f
23

Laiman
K
M
N
O
L

> E
n
BÀI TẬP TỰ LUẬN
Dạng 1. Xác định các đặc trưng của: A,
0

, E
d0
, v
0
, I
bh
, U
h

Cu 1: xác định giới hạn của lượng tử ánh sáng ứng với quang phổ ánh sáng nhìn thấy được (
0, 4 0,76mm


 )
Cu 2: Động năng của các electron trong nguyên tử hiđrô thay đổi một lượng là bao nhiêu khi nguyên tử này phát ra
một phôtôn có bước sóng
0,486 m



Cu 3: phim chụp ảnh sử dụng muối AgBr để ghi ảnh tác động của ánh sáng phân tích các phân tử AgBr thành
nguyên tử. Cho biết năng lượng phân li của AgBr là 23,9 Kcal.mol
-1


0
=7,23.10
-19
(J)
a. Xác định giới hạn quang điện của kim loại
b. Một tấm kim loại đó cô lập được rọi sang đồng thời bởi hai bức xạ : một có tần số f
1
=1,5.10
15
(s
-1
) và một có
bước sóng
2
0,18 m


 . Tính điện thế cực đại trên tấm kim loại
c. Khi rọi bức xạ cĩ tần số f
1
vào tế bào quang điện trên để không một electron về được Anot thì hiệu điện thế
giữa Anot va catot là bao nhiêu?
Cu 8: Công thoát electron đối với đồng là : A
0
= 4,47 eV.
a. Tính giới hạn quang điện của đồng
b. Khi chiếu bức xạ có bước sóng
0,14 m



Chiếu vào Catot của tế bào quang
điện. Nối hai cực của tế bào quang điện với nguồn điện một chiều hiệu điện thế giữa 2 đầu của tế bào quang điện là
80V một ampe kế mắc vào mạch chỉ là 3,2
A

.
a. Tính số photon đập vào Catot đ gy ra hiện tượng quang điện trong mỗi giây đồng hồ.
b. Tính nhiệt lượng tỏa ra ở Anot của tế bào quang điện trong mỗi giây. Giả sử electron khi rời khỏi catot đều có
vận tốc là v
0
= 4.10
5
(m/s)
Cu 12: Dùng lượng tử ánh sáng
hf

hy thiết lập biểu thức của áp suất ánh sáng tác động nên một bề mặt phản
xạ với góc tới i
Cu 13: Giới hạn quang điện của Rb là
m


81,0
0

.
a. Xác định vận tốc cực đại của các electron quang điện khi chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng
m






a. Electron quang điện có thể rời xa bề mặt điện cực một đoạn tối đa là bao nhiêu ? Nếu điện trường đều cản lại
chuyển động của electron có độ lớn E = 7,5(V/m)cho biết giới hạn quang điện của kim loại là:
nm332
0



b. Nếu không có điện trường hm v điện cực được nối đất qua điện trở R = 1MΩ thì dịng điện cực đại qua điện
trở là bao nhiêu?
Cu 3: Khi rọi vào Catot phẳng của một tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng
m


33,0

thì cĩ thể lm dịng
quang điện triệt tiêu bằng cách nối Anot và catot của tế bào quang điện bằng một hiệu điện thế
VU
AK
3125,0

a. Xác định giới hạn quang điện của kim loại
b. Catot của tế bào cũng có dạng phẳng song song với Catot đặt đối diện và cách Catot một đoạn d = 1cm Khi rọi
chum bức xạ rất hẹp vào tâm của Catot và đặt một hiệu điện thế
VU
AK
55,4

0
v một gĩc
0
90


Cu 5: Catot của tế bào quang điện chân không là tấm kim loại phắng có
0
0
3600
A


.
1. Tìm cơng thốt A
0
của catot
2. Chiếu tới Catot một bức xạ có bước sóng
0,33 m



. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron
phát ra khỏi Catot
3. Anot của tế bào quang điện cũng là kim loại phẳng đối diện Catot và cách Catot 3cm giữa chúng có
18,2
AK
UV bức xạ chiếu tới vẫn l 0,33 m



ủa nguồn sáng. Cho biết:
*. Khoảng cch từ nguồn tới mắt l 10km
*. Đường kính con ngươi trong tối là 8mm
Cu 4: Chiếu một chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,489 m



lên mặt Catot của một tế bào quang điện người
ta thấy hiệu điện thế hm để không co dịng quang điện U
h
= 0,39V
1. Tính
0

v A
0

2. Biết công suất của chùm sáng tới mặt Catot là P = 12,5W và cường độ dịng quang điện bo hịa bằng I = 0,05A.
Tính hiệu suất lượng tử.
Cu 5: Dung dịch fluroxin hấp thụ ánh sáng có bước sóng
0, 45 m



và phát ra một ánh sáng có bước sóng
/
0,5 m


 .

nm250
1


v nm300
2


vào một kim loại M. vân tốc ban đầu
cực đại của các electron quang điện lần lượt là v
1
= 7,31.10
5
(m/s) v v
1
= 4,93.10
5
(m/s).
a. Xác định khối lượng m
e
của electron và giới hạn quang điện của kim loại M
b. Chiếu bức xạ có bước sóng

vo tấm kim loại trên cô lập về điện thì điện thế cực đại là 3V. Tính


Cu 3: Muốn hm lại hồn tồn cc electron bị bức ra khỏi một kim loại no đó bởi ánh snags có tần số f
1
= 2,2.10
15


122,0 ; m

656,0 v m

875,1 .
a. Cĩ thể tìm được bước sóng của các vạch nào khác.
b. Cho biết năng lượng tối thiểu để bứt điện tử ra khỏi nguyên tử Hiđro từ trạng thái cơ bản là 13,6eV (1eV =
1,6.10
-19
J). Tính bước sóng ngắn nhất trong dy Pasen. Lấy c = 3.10
8
m/s, h = 6,625.10
-34
J.s.
Cu 3: Cho biết bước sóng ứng với 3 vạch quang phổ của nguyên tử Hiđrô trong dy Pasen ở vng hồng ngoại l
m


875,1
1

; m

282,1
2
 ; m

093,1
3

1
= -13,6eV.
Cho biết 1eV = 1,6.10
-19
J, c = 3.10
8
m/s, h = 6,625.10
-34
J.s.
a. Tính bước sóng

của bức xạ pht ra.
b. Chiếu bức xạ có bước sóng

nói trên vào Katôt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có công thoát
electron là A = 2eV. Tính động năng ban đầu cực đại W
đ
của quang điện tử và hiệu điện thế hm dịng quang điện đó
U
h
.
Cu 6: Năng lượng trạng thái dừng trong nguyên tử Hiđrô lần lượt là E
k
= -13,6eV;
E
L
= -3,4eV; E
M
= -1,51eV; E
N


8751,1
43

.
a) Tính tần số ứng với cc bức xạ trn.
b) Tính tần số ứng với vạch quang phổ thứ 2 v thứ 3 của dy Laiman.
(Cho biết c = 3.10
8
m/s.)
Cu 8: Trong quang phổ vạch của nguyên tố hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài nhất trong dy Laiman l
m

1216,0
1

và vạch ứng với sự chuyển electron từ quỹ đạo M về quỹ đạo K có bước sóng
m

1026,0
2

. Hy
tính bước sóng dài nhất trong dy Banme.
Cu 9: Biết rằng vạch đầu tiên trong dy Laiman cĩ bước sóng
m

1216,0
1
 , vạch đầu tiên và vạch cuối của dy

. Hỏi có thể tính được bước sóng của những
vạch nào trong quang phổ hiđrô.
Cu 11: Biết bước sóng của bốn vạch trong dy Banme l vạch đỏ
mH


6563,0 , vạch chm mH


4861 , vạch
lam
mH


4340 v vạch tím mH


4102,0 . Hy tính bước sóng của ba vạch quang phổ trong dy Pasen ở vng
hồng ngoại.
Cu12: Các bước sóng dài nhất của vạch quang phổ thuộc dy Lyman v dy Banme trong quang phổ vạch của H tương
ứng là:

21
=0,1218
m
 v

32
=0,6563
m

Cu 1: Một Ống Rơnghen hoạt động với hiệu điện thế U = 2,5 kV
1. Tính bước sóng nhỏ nhất của tia Ronghen phát ra và vận tốc của electron tới đạp vào Catot
2. Cường độ dịng điện qua ống là 0,01A Tính số electron đập vào Catot trong mỗi giây và nhiệt lượng cung cấp
cho đối âm cực trong mỗi phút (Giả sử toàn bộ động năng tới đập vào Catot và đốt nóng đối âm c
ực)
3. Người ta làm nguội đối âm cực bằng dịng nước lạnh nhiệt độ lúc ra khỏi ống lớn hơn nhiệt độ lúc vào 40
0
.
Tính khối lượng nước chảy qua đối âm cực trong mỗi phút (biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4186 J/kg.K )
Cu 2: Để tăng độ cứng của tia Rơnghen tức là để giảm bước sóng của nó người ta cho hiệu điện thế giữa hai cực
tăng thêm
500vV .Tính bước sóng của tia Rơn ghen phát ra khi đó.
Cu 3: Cho chùm tia X phát ra từ ống Rơnghen ta thấy có tia có tần số lớn nhất
f
max
= 5.10
18
(Hz).
1. Tìm U
AK
. Tìm động năng của cá electron khi đập vào Catot. Coi động năng đầu bằng 0
2.Trong 20(s) cĩ 10
18
electron đập vào đối Catot. Tính cường độ dịng điện qua ống
3. Đối Catot được làm bằng dịng nước chảy luồn bên trong nhiệt độ nối ra cao hơn lối vào là 10
0
C. Tìm lưu
lượng theo m
3
/s của dịng nước. Xem gần đúng 100% động năng của chùm electron đều chuyển thành nhiệt làm