Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -
Nội dung chuyên đề: 5 câu trong đề thi
۞ Phần 1: Thuyết LTAS – Công Suất Nguồn Sáng Theo Quan Điểm Thuyết LTAS (1 - 2 câu)
۞ Phần 2: Thuyết LTAS Giải Thích Các Hiện Tượng (1-2 câu)
۞ Phần 3: Mẫu Nguyên Tử Borh (2 câu)
Dự đoán: Các câu hỏi thuộc LTAS không quá khó!!!
Phần 1: Thuyết LTAS – Công Suất Nguồn Sáng Theo Quan Điểm Thuyết LTAS
I. LÍ THUYẾT
1. Giả Thuyết của Planck về Lượng Tử Năng Lượng
Theo nhà bác học người Đức, Planck, Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ
có giá trị hoàn toàn xác định, được ký hiệu là ε và có biểu thức ε = h.f
Trong đó: f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h là hằng số Plack có giá trị h = 6,625.10
–34
J.s.
2. Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng
Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng do nhà bác học Anhxtanh nêu lên có 3 nội dung chính:
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn còn gọi là các lượng tử có năng lượng xác định = h.f,
cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
Phôtôn bay với tốc độ c = 3.10
8
m/s dọc theo các tia sáng.
Bài Tập Tự Luyện
Câu 1 (ĐH-2007): Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về
A. sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử.
B. sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô.
C. cấu tạo của các nguyên tử, phân tử.
Chuyên Đề 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 - D. sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử.
Câu 2 (ĐH-2008): Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của
A. một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn.
B. một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó.
C. các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
D. một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó.
Câu 3 (ÐH-2009): Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Năng lượng phôtôn càng nhỏ khi cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ.
B. Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên.
C. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ.
D. Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn.
Câu 4 (ÐH-2010): Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
A. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
B. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.
m/s và e = 1,6.10
-19
C. Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
A. 2,11 eV. B. 4,22 eV. C. 0,42 eV. D. 0,21 eV.
Câu 11 (ĐH-2014): Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là 0,60 μm. Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng
A. 2,07 eV. B. 4,07 eV. C. 3,34 eV. D. 5,14 eV.
Câu 12 (CĐ-2008): Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng λ
1
= 720 nm, ánh sáng tím có bước sóng
λ
2
= 400 nm. Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó
đối với hai ánh sáng này lần lượt là n
1
= 1,33 và n
2
= 1,34. Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ số năng
lượng của phôtôn có bước sóng λ
1
so với năng lượng của phôtôn có bước sóng λ
2
bằng
A.
5
9
. B.
9
5
. C.
133
sử dụng trong thí nghiệm là 4/3. Khi truyền trong nước, phôtôn của ánh sáng làm thí nghiệm có năng lượng bằng
A. 3,6.10
–19
J
.
B. 4,8.10
–19
J
.
C. 2,7.10
–19
eV. D. 1,69 eV.
Câu 15 (CĐ-2009): Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là
Đ
,
L
và
T
thì
A.
T
>
L
> e
Đ
. B.
T
>
Đ
T
>
L
>
Đ
. C.
T
>
Đ
>
L
. D.
L
>
T
>
Đ
.
Câu 17 (ĐH-2013): Gọi
D
là năng lượng của photon ánh sáng đỏ,
L
là năng lượng của photon ánh sáng lục,
V
là
năng lượng của pho ton ánh sáng vàng. Sắp xếp nào sau đây đúng:
A.
> ε
3
C. ε
1
> ε
2
> ε
3
D. ε
2
> ε
3
> ε
1Dạng 2: Công Suất Nguồn Sáng
Kiến Thức Cần Nhớ
Công suất nguồn sáng (hoặc chùm sáng) phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số f :
hc
P n. n.hf n.
Trong đó, n là số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
Bài Tập Tự Luyện
[Cho biết]: Điện tích electron là q
e
= − 1,6.10
-19
C; hằng số Plăng h = 6,625.10
Câu 3 (ÐH-2010): Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.10
14
Hz. Công suất bức xạ điện từ của
nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
A. 3,02.10
19
. B. 0,33.10
19
. C. 3,02.10
20
. D. 3,24.10
19
.
Câu 4 (ĐH-2013): 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 10W. Số photon mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng:
A. 0,33.10
20
B. 0,33.10
19
C. 2,01.10
19
D. 2,01.10
20
Câu 5: Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc, có công suất 1W, trong mỗi giây phát ra 2,5.10
19
phôtôn. Bức xạ do
đèn phát ra là bức xạ
Câu 8: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh sáng có
bước sóng 0,52 mm, chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là 10
-7
s và công suất của chùm laze là 10
5
MW. Số phôtôn có trong mỗi xung là:
A. 5,2.10
20
hạt. B. 2,62.10
29
hạt. C. 2,62.10
25
hạt. D. 2,62.10
15
hạt.
Câu 9: Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng bằng laze người ta đã sử dụng laze có bước sóng
0,52μm. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze. Biết năng lượng mỗi xung là
10kJ. Tính số photon phát ra trong mỗi xung.
A. 2,62.10
22
hạt B. 0,62.10
22
hạt C. 262.10
22
hạt D. 2,62.10
12
hạt
Câu 10: Chiếu bức xạ tử ngoại có bước sóng 0,26 μm, công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm để êlectron bật ra.
. D. 5,02.10
18
.
Câu 12: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,26 μm với công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm thì thấy có
các eletron bật ra. Biết cứ 1000 photon tử ngoại đập vào tấm kẽm thì có 1 electron quang điện thoát ra. Số electron
thoát ra từ tấm kẽm trong 10 s là:
A. 1,76.10
14
B. 3,925.10
12
C. 3,925.10
15
D. 1,76.10
12
Câu 13 (ÐH-2011): Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 m thì phát ra ánh sáng
có bước sóng 0,52 m. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ
số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là
A.
4
5
. B.
1
10
. C.
1
5
. D.
2
5
11
hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 2 s là
A. 2,6827.10
12
B. 4,863.10
13
C. 4,863.10
12
D. 2,6827.10
11
Câu 19: Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49µm và phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52µm,
người ta gọi hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng ánh sáng hấp
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 - thụ. Biết hiệu suất của sự phát quang của dung dịch Fluorêxêin là 75%. Số phần trăm của phôtôn bị hấp thụ đã dẫn
đến sự phát quang của dung dịch là:
A. 82,7% B. 79,6% C. 75,0% D. 66,8%
Câu 20: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,22 μm và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,55 μm.
Nếu số photon ánh sang kích thích chiếu vào là 500 thì số photon ánh sáng phát ra là 4. Tính tỉ số công suất của ánh
sáng phát quang và ánh sáng kích thích?
A. 0,2% B. 0,03% C. 0,32% D. 2%
Câu 21: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,3 μm vào một chất thì thấy có hiện tượng phát quang. Cho biết công
suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,5% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 300 phôtôn ánh sáng kích
phôtôn lọt vào mắt trong 1s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn
trông thấy nguồn là
A. 470 km B. 27 km C. 274 km D. 6 km
Câu 25: Người ta dùng một laze nấu chảy một tấm thép 1 kg. Công suất chùm laze là 10 W. Biết tấm thép có nhiệt độ
ban đầu là t
0
= 30
0
C,
nhiệt dung riêng là 448 J/kg.độ, nhiệt nóng chảy là 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là T
C
=
1535
0
C.Thời gian tối thiểu để tan chảy hết tấm thép là
A. 9466,6 s B. 94424 s C. 9442,4 s D. 94666 s
Câu 26: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất chùm là P = 10 W.
Đường kính của chùm sáng là d = 1mm, bề dày của tấm thép là e = 2mm. Nhiệt độ ban đầu của tấm thép là t
0
= 30
0
C.
Khối lượng riêng của thép là D = 7800 kg/m
3
; nhiệt dung riêng của thép là c = 448 J/kg.độ. Nhiệt nóng chảy của thép
là L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là T
C
= 1535
0
tượng không xảy ra.
Thay tấm kẽm tích điện âm bằng tấm kẽm tích điện dương, hiện
tượng cũng không xảy ra. Thay tấm kẽm bằng các kim loại khác tích
điện âm hiện tượng xảy ra bình thường.
b) Kết luận:
Khi chiếu chùm ánh sáng thích hợp có bước sóng ngắn vào bề mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các electron ở bề
mặt tấm kim loai bị bật ra. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng quang điện. Các electron bị bật ra gọi là các electron
quang điện.
Các Định Luật Quang Điện
a) Phát biểu
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ
0
của kim loại
đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.
Biểu thức: λ λ
o
b) Đặc điểm
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại (kí hiệu λ
o
) là đặc trưng riêng cho kim loại đó.
Giới hạn kim loại của một số kim loại:
Zn
-
-
-
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 7 - Trong hiện tượng quang điện có sự hấp thụ hoàn toàn phôtôn chiếu tới. Mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ
năng lượng của nó cho một electron. Đối với các electron trên bề mặt năng lượng này dùng làm hai việc:
- Cung cấp cho electron một công thoát A để thắng lực liên kết trong tinh thể và thoát ra ngoài.
- Cung cấp cho electron một động năng khi electron bật ra.
b) Chứng minh định luật về giới hạn quang điện
Để xảy ra hiện tượng quang điện, năng lượng một phôtôn phải lớn hơn công thoát A (là năng lượng để giữ các
electron ở lại tấm kim loại).
Khi đó ta có
c hc
A hf A h A , 1 .
A
Đặt
0
hc
8
m/s và 1 eV = 1,6.10
-19
J
Tích hc = 1,9875.10
-25
Câu 1(ÐH-2011): Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi tấm kim loại khi
A. chiếu vào tấm kim loại này một chùm hạt nhân heli.
B. chiếu vào tấm kim loại này một bức xạ điện từ có bước sóng thích hợp.
C. cho dòng điện chạy qua tấm kim loại này.
D. tấm kim loại này bị nung nóng bởi một nguồn nhiệt.
Câu 2: Hiện tượng nào sau đây là hiện tượng quang điện?
A. Êlectron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng.
B. Êlectron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào.
C. Êlectron bị bật ra khỏi kim loại khi kim loại có điện thế lớn.
D. Êlectron bật ra khỏi mặt kim loại khi chiếu tia tử ngoại vào kim loại
Câu 3: Giới hạn quang điện của kim loại phụ thuộc vào:
A. bản chất của kim loại đó.
B. năng lượng của photon chiếu tới kim loại
C. màu sắc của ánh sáng chiếu tới kim loại
D. cường độ chùm ánh sáng chiếu vào
Câu 4: Khi chiếu vào kim loại một chùm ánh sáng mà không thấy các electron thoát ra vì
A. chùm ánh sáng có cường độ quá nhỏ. B. công thoát e nhỏ hơn năng lượng phôtôn.
C. bước sóng ánh sáng lớn hơn giới hạn quang điện. D. kim loại hấp thụ quá ít ánh sáng đó.
Câu 5 (CĐ-2007): Công thoát êlectrôn (êlectron) ra khỏi một kim loại là A = 1,88 eV. Giới hạn quang điện của kim
loại đó là
A. 0,33 μm. B. 0,22 μm. C. 0,66. 10
-19
μm. D. 0,66 μm.
A. 6,625.10
-20
J. B. 6,625.10
-17
J. C. 6,625.10
-19
J. D. 6,625.10
-18
J.
Câu 14 (ĐH-2013): Giới hạn quang điện của một kim loại là
0,75 m
. Công thoát electron ra khỏi kim loại bằng:
A. 2,65.10
-32
J B. 26,5.10
-32
J C. 26,5.10
-19
J D. 2,65.10
-19
J.
Câu 15: Giới hạn quang điện của bạc là 0,26µm. Công thoát êlectron khỏi bạc bằng
A. 7,64.10
-6
pJ. B. 7,64.10
-8
pJ. C. 4,78 keV. D. 4,78 eV.
Câu 16: Biết công cần thiết để bứt electrôn ra khỏi tế bào quang điện là A = 4,14eV. Giới hạn quang điện của tế bào là:
A.
0
A. λ = 3,35 μm B. λ = 0,355.10
- 7
m C. λ = 35,5 μm D. λ = 0,355 μm
Câu 21: Gọi bước sóng λ
o
là giới hạn quang điện của một kim loại, λ là bước sóng ánh sáng kích thích chiếu vào kim
loại đó, để hiện tượng quang điện xảy ra thì
A. chỉ cần điều kiện λ > λ
o
.
B. phải có cả hai điều kiện λ = λ
o
và cường độ ánh sáng kích thích phải lớn.
C. phải có cả hai điều kiện λ > λ
o
và cường độ ánh sáng kích thích phải lớn.
D. chỉ cần điều kiện λ ≤ λ
o
.
Câu 22: Khi chiếu vào kim loại một chùm ánh sáng mà không thấy các e thoát ra vì
A. chùm ánh sáng có cường độ quá nhỏ. B. công thoát e nhỏ hơn năng lượng phôtôn.
C. bước sóng ánh sáng lớn hơn giới hạn quang điện. D. kim loại hấp thụ quá ít ánh sáng đó.
Câu 23: Bước sóng dài nhất để bứt được electrôn ra khỏi 2 kim loại X và Y lần lượt là 3 nm và 4,5 nm. Công thoát
tương ứng là A
1
và A
2
sẽ là
A. A
2
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 9 - Câu 25: Giới hạn quang điện của canxi là 450nm. Công thoát êlectron khỏi canxi và công thoát êlectron khỏi đồng
khác nhau 1,38eV. Giới hạn quang điện của đồng bằng
A. 300nm. B. 902nm. C. 360nm. D. 660nm.
Câu 26: Giới hạn quang điện của Cs là 6600 Å. Công thoát của Cs là bao nhiêu ?
A. 1,88 eV. B. 1,52 eV. C. 2,14 eV. D. 3,74 eV.
Câu 27: Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Hiện tượng quang điện có thể xảy ra khi chiếu vào tấm kẽm bằng
A. ánh sáng màu tím. B. tia X. C. ánh sáng màu đỏ. D. tia hồng ngoại.
Câu 28: Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng
1
= 0,75 μm và
2
= 0,25 μm vào một tấm kẽm có giới hạn quang
điện
o
= 0,35 μm. Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện ?
A. Cả hai bức xạ. B. Chỉ có bức xạ
2
.
C. Chỉ có bức xạ
1
. D. Không có bức xạ nào trong 2 bức xạ đó.
Câu 29: Công thoát của êlectron ra khỏi đồng là 4,14eV. Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng λ
1
=0,2μm và
λ
2
1
.
Câu 31 (ÐH-2010): Một kim loại có công thoát êlectron là 7,2.10
-19
J. Chiếu lần lượt vào kim loại này các bức xạ có
bước sóng
λ
1
= 0,18 μm,
λ
2
= 0,21 μm,
λ
3
= 0,32 μm và
λ
= 0,35 μm. Những bức xạ có thể gây ra hiện tượng quang
điện ở kim loại này có bước sóng là
A. λ
1
, λ
2
và λ
3
. B. λ
1
và λ
2
B.
1,
4
C.
1,
2,
4
D. cả 4 bức xạ trên.
Câu 34: Công thoát electron của một kim loại là 2,40 eV. Xét các chùm sáng đơn sắc: chùm I có tần số f
1
=7.10
14
Hz,
chùm II có tần số f
2
=5,5.10
14
Hz, chùm III có bước sóng
3
0,51 m
. Chùm có thể gây ra hiện tượng quang điện
nói trên là:
A. chùm I và chùm II. B. chùm I và chùm III. C. chùm II và chùm III. D. chỉ chùm I.
Câu 35: Công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 3,68.10
-19
Dạng 2. Động Năng Eletron Quang Điện
Năng lượng phôtôn chiếu tới một phần dùng để giải phóng eletron, phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng
của electron bật ra ( kí hiệu động năng này là K):
2
hc 1
A K A mv
2
, v là tốc độ electron bật ra.
Câu 37: Một kim loại có giới hạn quang điện là λ
0
. Chiếu bức xạ có bước sóng bằng
0
2
3
vào kim loại này. Cho rằng
năng lượng mà êlectron quang điện hấp thụ từ phôtôn của bức xạ trên, một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại
biến hoàn toàn thành động năng của nó. Giá trị động năng này là
A.
0
3hc
. B.
0
hc
3
Để gây được hiện tượng quang điện trong thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị
o
gọi là giới hạn quang dẫn.
c) Ứng dụng
Ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện.
2) Chất Quang Dẫn
Là chất bán dẫn có tính chất cách điện khi không bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện khi bị chiếu sáng.
3) Quang Điện Trở
a) Khái niệm
Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn và có giá trị điện trở giảm mạnh khi chiếu sáng.
b) Hoạt động
Nối một nguồn điện khoảng vài vôn vào quang trở
Khi chưa chiếu sáng không có dòng điện trong mạch.
Khi chiếu ánh sáng thích hợp, trong mạch có dòng điện.
c) Ứng dụng
Thay thế cho các tế bào quang điện trong các thiết bị điều khiển từ xa.
4) Pin Quang Điện
Là một loại nguồn điện trong đó quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng.
Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng 0,5V – 0,8V
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 11 - Bài Tập Tự Luyện
4
= 6,0.10
14
Hz. Cho c = 3.10
8
m/s. Hiện tượng
quang dẫn xảy ra với các chùm bức xạ có tần số
A. f
1
và f
2
. B. f
2
và f
3
. C. f
3
và f
4
. D. f
1
và f
4
.
Câu 4: Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
A. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt bán dẫn.
B. các êlectron tự do trong kim loại được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt kim loại.
C. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng giải phóng trở thành các êlectron dẫn.
D. các êlectron thoát khỏi bề mặt kim loại khi kim loại bị đốt nóng.
Câu 5: Điều nào sau đây sai khi nói về quang trở?
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 12 - A. đều có bước sóng giới hạn
o
B. đều bứt được các electron bứt ra khỏi khối chất.
C. bước sóng giới hạn của hiện tượng quang điện bên trong có thể thuộc vùng hồng ngoại.
D. năng lượng cần thiết để giải phóng electron khối chất bán dẫn nhỏ hơn công thoát của electron khỏi kim loại
Câu 12 (CĐ-2011): Khi nói về quang điện, phát biểu nào sau đây sai?
A. Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh
sáng thích hợp.
B. Điện trở của quang điện trở giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
C. Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài vì nó nhận năng lượng ánh sáng từ bên ngoài.
D. Công thoát êlectron của kim loại thường lớn hơn năng lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết trong chất
bán dẫn.
Câu 13 (ĐH-2007): Phát biểu nào là sai?
A. Điện trở của quang trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
B. Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn.
C. Trong pin quang điện, quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng.
D. Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy.
Câu 14 (ÐH-2009): Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
A. hóa năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
B. quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
C. cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
D. nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
Câu 15 (ÐH-2011): Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
A. hiện tượng tán sắc ánh sáng. B. hiện tượng quang điện ngoài.
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 13 - Bài Tập Tự Luyện
Câu 1 (ÐH-2010): Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch
này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng
A. phản xạ ánh sáng. B. quang - phát quang.
C. hóa - phát quang. D. tán sắc ánh sáng.
Câu 2: Ánh sáng lân quang là :
A. được phát ra bởi chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí.
B. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
C. có thể tồn tại rất lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích.
D. có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
Câu 3: Ánh sáng huỳnh quang là
A. tồn tại một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích.
B. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
C. có bước sóng nhỉ hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
D. do các tinh thể phát ra, sau khi được kích thích bằng ánh sáng thích hợp.
Câu 4: Ánh sáng lân quang
A. được phát ra bởi cả chất rắn, lỏng và khí.
B. có thể tồn tại trong thời gian nào đó khi tắt ánh sáng kích thích.
C. có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng kích thích.
D. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
Câu 5: Trong hiện tượng quang phát quang, sự hấp thụ hoàn toàn một phôtôn sẽ đưa đến:
A. sự giải phóng một cặp electron và lỗ trống. B. sự phát ra một phôtôn khác.
C. sự giải phóng một electron tự do. D. sự giải phóng một electron liên kết.
-19
J
Câu 13 (CĐ-2012): Khi nói về tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
A. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ.
B. Tần số của tia Rơn-ghen nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại.
C. Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại.
D. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang một số chất.
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 14 - NỘI DUNG 4: Tia X Phát Ra Từ Ống Tia X (Ống Cu-lit-giơ)
Sau khi electron bị bứt ra khỏi catot ống catot→ Electron sẽ được tăng tốc bởi hiệu điện thế U
AK
→ Electron đập
vào anot làm bằng kim loại khiên electron trong kim loại nhảy lên các mức năng lượng cao; khi eletron nhảy về các
mức thấp hơn sẽ phát ra tia X (điều này sẽ rõ hơn sau khi học phần sau: “mẫu nguyên tử Bo”).
Tia X có tần số lớn nhất (bước sóng nhỏ nhất) mà ống phát ra khi toàn bộ động năng electron đập vào anot chuyển
thành năng lượng photon của tia X.
Ta có công thức:
0 AK max
1
mv eU hf
2
; trong đó
–11
m. Bỏ qua động năng ban đầu của các
electron khi thoát ra khỏi bề mặt catôt. Điện áp cực đại giữa hai cực của ống là
A. 46875 V. B. 4687,5 V C. 15625 V D. 1562,5 V
Câu 4: Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của một ống Cu-lít-giơ là 18200 V. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt
khỏi catốt. Bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra là
A. 68 pm. B. 6,8 pm. C. 34 pm. D. 3,4 pm.
Câu 5: Hiệu điện thế cực đại giữa hai cực của ống Cu-lít-giơ là 15 kV. Giả sử electron bật ra từ catôt có vận tốc ban
đầu bằng không thì bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra là bao nhiêu ?
A. 75,5.10
–12
m. B. 82,8.10
–12
m. C. 75,5.10
–10
m. D. 82,8.10
–10
m.
Câu 6: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5 Å. Cho điện tích electron là 1,6.10
–19
C, hằng số
Planck là 6,625.10
–34
J.s, vận tốc của ánh sáng trong chân không là 3.10
8
m/s. Hiệu điện thế cực đại U
o
giữa anôt và
catôt là bao nhiêu ?
A. 2500 V. B. 2485 V. C. 1600 V. D. 3750 V.
e
eU
9m
C.
e
2eU
9m
D.
e
2eU
3m
Câu 10: Trong ống tia X, giả sử có 40% động năng của một electron khi đến đối anot biến thành nhiệt năng làm nóng
đối anot, phần còn lại chuyển thành năng lượng photon tia X phát ra. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt ra từ
catôt. Bước sóng tia X mà ống phát ra là 1,8.10
-10
m, hiệu điện thế giữa hai cực anot và catot là:
A. 11500 V. B. 8508 V. C. 12562 V. D. 17453 V.
Câu 11: Một ống Cu-lít-giơ phát ra tia X có bước sóng ngắn nhất là 1,875.10
-10
m, để tăng độ cứng của tia X, nghĩa
là để giảm bước sóng của nó, ta cho hiệu điện thế giữa hai cực của ống tăng thêm U = 3,3kV. Bước sóng ngắn nhất
của tia X do ống phát ra khi đó là:
A. 1,625.10
-10
m. B. 2,25.10
-10
m. C. 6,25.10
-10
m D. 1,25.10
r
0
,
với r
0
= 5,3.10
–11
m gọi là bán kính Borh (chính là bán kính quỹ đạo K)
Quỹ Đạo Thứ
1
2
3
4
5
6
…
n
Tên Quỹ Đạo
K
L
M
N
O
P
…
Bán Kính
r
0
4r
n
) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có một năng lượng ε = hf = E
m
– E
n
, với f là tần số ánh sáng phát ra.
Ngược lại, khi nguyên tử ở trạng thái dừng có dừng có mức năng lượng thấp E
n
mà hấp thụ được một phôtôn có
một năng lượng ε = hf = E
m
– E
n
, với f là tần số ánh sáng, thì nó chuyển lên trạng thái dừng E
m
có mức năng lượng
lượng cao hơn.
II. BÀI TẬP
Dạng 1: Tiên Đề 1 - Bán Kính Các Trạng Thái Dừng
Kiến Thức Cần Nhớ
Trong trạng thái dừng của nguyên tử, các electrôn chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quĩ đạo có bán kính
hoàn toàn xác định gọi là quĩ đạo dừng.
Quỹ Đạo Thứ
1
2
3
4
5
6
n
2
r
0
Coi electron chuyển động tròn đều trên quỹ đạo dừng quanh hạt nhân thì theo định luật II Niuton :
2 2 2
ht ht
2
e v ke
F ma k m v
r mr
r
,
Ở đây, v chính là tốc độ của electron trên quỹ đạo có bán kính r. Rõ ràng:
1
v
r
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 16 - Bài Tập Tự Luyện
A. 47,7.10
–11
m. B. 132,5.10
–11
m. C. 21,2.10
–11
m. D. 84,8.10
–11
m.
Câu 6: Theo mẫu nguyên tử Bo, một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, êlectron chuyển động trên quỹ đạo
dừng có bán kính r
0
. Khi nguyên tử này hấp thụ một phôtôn có năng thì êlectron có thể chuyển lên quỹ đạo dừng có
bán kính bằng
A. 11r
0
. B. 10r
0
. C. 12r
0
. D. 9r
0
.
Câu 7: Gọi r
0
là bán kính quỹ đạo dừng thứ 1 nhất của nguyên tử hiđro. Khi bị kích thích nguyên tử hiđro không thể
có quỹ đạo:
A. 2r
0
B. 4r
0
Câu 10 (ÐH-2011): Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r
0
= 5,3.10
-11
m. Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử
hiđrô, êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính là r = 2,12.10
-10
m. Quỹ đạo đó có tên gọi là quỹ đạo dừng
A. L. B. O. C. N. D. M.
Câu 11 (ĐH-2013): Biết bán kính Bo là r
0
=5,3.10
-11
m. Bán kính quỹ đạo dừng M trong nguyên tử hidro là:
A. 132,5.10
-11
m B. 84,8.10
-11
m C. 21,2.10
-11
m D. 47,7.10
-11
m.
Câu 12: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính quỹ đạo dừng M của eletron là 4,77
o
A
, quỹ đạo dừng của electron có bán
kính 19,08
2
9
2
Nm
k 9.10
C
; m
e
= 9,1.10
-
31
kg, e = 1,6.10
-19
C. Hãy tính bán kính quỹ đạo O và tốc độ electron trên quỹ đạo đó.
A. r = 2,65 A
0
; v = 4,4.10
5
m/s. B. r = 13,25 A
0
; v = 1,9.10
5
m/s.
C. r = 13,25 A
0
; v= 4,4. 10
5
m/s. D. r = 13,25 A
0
-19
C, m
e
= 9,1.10
-31
kg. Hãy xác định vận tốc góc của electron chuyển động tròn đều
quanh hạt nhân trên quỹ đạo thứ nhất này.
A. 6,8.10
16
rad/s B. 2,4.10
16
rad/s C. 4,6.10
16
rad/s D. 4,1.10
16
rad/s
Câu 17 (ĐH-2012): Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là
chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M bằng
A. 9. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 18: Êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo dừng có mức năng lượng lớn về quỹ đạo dừng có mức
năng lượng nhỏ hơn thì vận tốc êlectron tăng lên 2,5 lần. Êlectron đã chuyển từ quỹ đạo
A. O về L. B. O về K. C. N về K. D. N về L.
Câu 19: Theo thuyết Bo, electron trong nguyên tử hidro chuyển động tròn đều trên các quỹ đạo dừng có bán kính
2
no
r n r
(r
0
= 5,3.10
-11
2
9
2
Nm
k 9.10
C
; e = 1,6.10
-19
C; m
e
= 9,1.10
-31
kg. Tính tốc độ của êlectrôn khi nó chuyển
động trên quỹ đạo có bán kính r
0
= 5,3.10
-11
m (quỹ đạo K) và số vòng quay của êlectrôn trong một đơn vị thời gian
trên quỹ đạo này.
A. v = 2,2.10
6
m/s; f = 6,6.10
15
vòng/giây B. v = 2,2.10
4
m/s; f = 6,6.10
18
vòng/giây
C. v = 2,2.10
thấp
(E
cao
> E
thấp
) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có một năng lượng ε = hf = E
cao
– E
thấp
, với f là tần số ánh
sáng phát ra.
Ngược lại, khi nguyên tử ở trạng thái dừng có dừng có mức năng lượng thấp E
thấp
mà hấp thụ được một phôtôn có
một năng lượng phù hợp ε = hf = E
cao
– E
thấp
thì nó chuyển lên trạng thái dừng có mức năng lượng lượng E
cao
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 18 - Bài Tập Tự Luyện
tử phát ra bức xạ có tần số
A. 2,571.10
13
Hz. B. 4,572.10
14
Hz. C. 3,879.10
14
Hz. D. 6,542.10
12
Hz.
Câu 4 (CĐ-2009): Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần lượt
là: -13,6 eV; -1,51 eV. Cho h = 6,625.10
-34
J.s; c = 3.10
8
m/s và e = 1,6.10
-19
C. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng
M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng
A. 102,7 m. B. 102,7 mm. C. 102,7 nm. D. 102,7 pm.
Câu 5 (ÐH-2009): Nguyên tử hiđtô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV. Để chuyển lên trạng thái
dừng có mức năng lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng
A. 10,2 eV. B. -10,2 eV. C. 17 eV. D. 4 eV.
Câu 6 (CĐ-2014): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng K thì năng lượng của nguyên tử hiđrô là –13,6 eV còn khi ở quỹ đạo
dừng M thì năng lượng đó là –1,51 eV. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K thì nguyên tử
hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng
A. 102,7 pm. B. 102,7 mm. C. 102,7 μm. D. 102,7 nm.
Câu 7 (ÐH-2010): Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E
n
= -1,5 eV sang trạng thái dừng có
là
A.
31
=
32 21
21 31
. B.
31
=
32
-
21
. C.
31
=
32
+
21
. D.
31
=
32 21
21 31
.
Câu 10 (ÐH-2011): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công
thức
. D. 6
2
= 5
1
.
Câu 11 (ÐH-2011): Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công
thức
n
2
13,6
E
n
(eV) (với n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ
đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng
1
. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo
dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng
2
. Mối liên hệ giữa hai bước sóng
1
và
2
là
A. 27
2
= 128
1
. B.
= f
1
– f
2
B. f
3
= f
1
+ f
2
C.
22
3 1 2
f f + f
D.
12
3
12
ff
f
ff
Câu 13: Mức năng lượng E
n
trong nguyên tử hiđrô được xác định E
n
= - E
0
A. 11,34 MeV. B. 16,53 MeV. C. 12,75 MeV. D. 9,54 MeV.
Câu 15: Gọi E
n
là mức năng lượng của nguyên từ hidro ở trạng thái năng lượng ứng với quỹ đạo n (n > 1). Khi
electron chuyển về các quỹ đạo bên trong thì có thể phát ra số bức xạ là:
A. n! B. (n – 1)! C. n(n – 1) D. 0,5.n(n - 1)
Câu 16: Nguyên tử Hiđrô bị kích thích do chiếu xạ và electrôn của nguyên tử đã chuyển từ quỹ đạo K lên N. Sau khi
ngừng chiếu xạ, nguyên tử Hiđrô phát xạ thứ cấp, phổ xạ này gồm
A. hai vạch. B. ba vạch. C. bốn vạch. D. sáu vạch.
Câu 17: Hãy xác định trạng thái kích thích cao nhất của các nguyên tử hiđrô trong trường hợp người ta chỉ thu được 6
vạch quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô
A. Trạng thái L B. Trạng thái M C. Trạng thái N D. Trạng thái O
Câu 18 (ÐH-2009): Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động trên quỹ đạo
dừng N. Khi êlectron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao
nhiêu vạch?
A. 3. B. 1. C. 6. D. 4.
Câu 19: Các nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng ứng với êlectron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính lớn gấp
9 lần so với bán kính Bo. Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên tử sẽ phát ra các
bức xạ có tần số khác nhau. Có thể có nhiều nhất bao nhiêu tần số?
A. 4. B. 2. C. 3. D. 1.
Câu 20: Chùm nguyên tử Hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, bị kích thích phát sáng thì chúng có thể phát ra tối đa 3
vạch quang phổ. Khi bị kích thích electron trong nguyên tử H đã chuyển sang quỹ đạo?
A. M. B. L. C. O. D. N.
Câu 21: Một nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, hấp thụ một phôtôn có năng lượng ε
0
và chuyển lên trạng thái
dừng ứng với quỹ đạo N của êlectron. Từ trạng thái này, nguyên tử chuyển về các trạng thái dừng có mức năng lượng
thấp hơn thì có thể phát ra phôtôn có năng lượng lớn nhất là
A. 3ε
0
E
n
(eV)
với n = 1, 2, 3,… Một đám khí hiđrô hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là
3
E
(ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra là
A.
27
8
. B.
32
5
. C.
32
27
. D.
32
3
.
Câu 24: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức
Luyện thi THPT Quốc Gia - Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà)
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 20 -
n
2
13,6
E (eV)
n
( n = 1, 2, 3 ). Khi cung cấp cho nguyên
tử Hiđrô ở trạng thái cơ bản các phôtôn có năng lượng 10,5 eV và 12,75 eV thì nguyên tử hấp thụ được phôtôn có
năng lượng:
A. 10,5 eV và chuyển đến quỹ đạo L. B. 12,75 eV và chuyển đến quỹ đạo M.
C. 10,5 eV và chuyển đến quỹ đạo M. D. 12,75 eV và chuyển đến quỹ đạo N.
Câu 28: Chiếu vào khối hơi hydro bức xạ có tần số f
1
thì khối hơi phát được tối đa 3 bức xạ. Chiếu vào khối hơi
hydro bức xạ có tần số f
2
thì khối hơi phát được tối đa 10 bức xạ. Biết năng lượng nguyên tử hydro cho bởi biểu thức
0
n
2
E
E
n
(với E
0
là hằng số, n là số nguyên). Tỉ số tần số của hai bức xạ là:
A.
1
2
= − 13,6/n
2
(eV) với n = 1,2,3 Nguyên tử hiđrô đó có thể hấp thụ tối đa bao
nhiêu loại phôtôn trong các chùm trên ?
A. 2. B. 1. C. 3. D. 0.
Câu 30 (ĐH-2013): Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hidro được xác định bằng biểu thức
n
2
13,6
E eV
n
(n = 1, 2, 3,…). Nếu nguyên tử hidro hấp thụ một photon có năng lượng 2,55eV thì bước sóng nhỏ
nhất của bức xạ mà nguyên tử hidro có thể phát ra là:
A. 9,74.10
-8
m B. 1,46.10
-8
m C. 1,22.10
-8
m D. 4,87.10
-8
m.
Câu 31: Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức
n
2
13,6
E
n