Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -
Dạng 1. Tính các đại lượng trong hệ thức Anhxtanh
Cách giải:

2 m
= → =

 Tính |U
h
|: Tính theo phương trình
2 2
omax omax
h h
mv mv
eU U
2 2 e
= → =


Chú ý: U
AK
= –U
h
thì cường ñộ dòng quang ñiện triệt tiêu (I = 0).
 Tính λ:
2
omax o
2
o o omax
hc hc c
h.f
f
mv 2hc
hc hc

=
19
1
1J ( eV ).
1,6.10

Ví dụ 1.
Chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 (µm) vào một tấm kim loại dùng làm Catot của tế bào
quang điện có công thoát A = 2,27 (eV).
a) Hiện tượng quang điện có xảy ra không?
b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của electrong quang điện.
c) Tính hiệu điện thế hãm cần đặt vào để làm dòng quang điện bị triệt tiêu.
Hướng dẫn giải:
a) ðể kiểm tra hiện tượng quang ñiện có xảy ra hay không ta kiểm tra ñiều kiện λ ≤ λ
o

Ta có
26
o o
19
hc 19,875,10
λ 0,547(µm) λ λ
A 2,27.1,6.10
−
−
= = = → <

Vậy hiện tượng quang ñiện có xảy ra.
b) Theo hệ thức Anhxtanh:
2

V
ậ
t l
í12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 - c) Từ hệ thức Anhxtanh:
h h
hc
A
hc
A eU U 0,463 (V).

d.max o
26
20
o
d.max
6
hc hc hc 19,875.10
W
λ 6,6.10 0,66(µm).
hc
19,875.10
λ λ
W
5,38.10
λ
0,56.10
−
−
−
−
−
= + → = = = =
−
−

Khi thay bằng bức xạ có λ
1
= 0,75 (µm) thì hiện tượng quang ñiện không xảy ra do λ
1
> λ

c) Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.
Hướng dẫn giải:
a) Do λ < λ
o
nên có hiện tượng quang ñiện xảy ra.
b) Công thoát A thỏa mãn hệ thức
26 19
19
6 19
o
hc 19,875.10 3,3125.10
A 3,3125.10 (J) 2,07(eV).
0,6.10 1,6.10
− −
−
− −
= = = = =
λ

c) Vận tốc ban ñầu cực ñại của electron:
2
5
0max
omax
hc
2 A
mv
hc
A v 6,06.10 (m/s).
2 m

h2
2
hc
hc hc
A eU
eU
λ
λ λhc hc
eU eU U 5,1 (V).
hc
λ λ e
A eU
λ

= +
− +


→ − = − ⇔ = =


= +



Lại có
19
h1 h1
1 1
hc hc

- Trang | 3 - Theo hệ thức Anhxtanh
2 2
1 1
2
1 1
1 1 1
2 2
2 2
2 2
2
2 2
mv mv
hc hc
hc
A A
A
2 2
v v
0,367 0,6
hc
v v
mv mv
hc hc
A
A A
2 2
 

chiếu bằng bức xạ có bước 2λ thì hiệu ñiện thế hãm là 0,855 (V).
a) Tính λ?
b) Tính công thoát và giới hạn quang ñiện ?
c) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron khi chiếu bằng bức xạ λ.

Ví dụ 7.
Tế bào quang ñiện có catốt làm bằng Kali có công thoát là 2,2 (eV), ñược chiếu bằng nguồn phát các
bức xạ λ
1
= 0,75 (µm), λ
2
= 0,6 (µm); λ
3
= 0,5 (µm).
a) Tìm giới hạn quang ñiện .
b) Bức xạ nào trong nguồn có hiện tượng quang ñiện xảy ra.
c) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron và hiệu ñiện thế hãm là triệt tiêu dòng quang ñiện.


Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -
Ví dụ 9. Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng λ = 0,489 (µm) vào một tấm kim loại Kali dùng làm catốt của
một tế bào quang ñiện. Biết công thoát của electron của Kali là 2,15 (eV).
a) Tính giới hạn quang ñiện.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của electron bắn ra từ catốt.
c) Tính hiệu ñiện thế hãm ñể dòng quang ñiện triệt tiêu hoàn toàn.
−
= =

 Chiếu chùm sáng có bước sóng λ vào Catot của tế bào quang ñiện thì sau khoảng thời gian t công suất phát
xạ P của chùm sáng là
hc
N.
W N.
ε N.hc
λ
P
t t t t.
λ
= = = =
, với N là số phôtôn ñập vào Catot trong thời gian t, và W là
năng lượng của chùm photon chiếu vào Catot.
Từ ñó ta tính ñược số phôtôn ñập vào Catot trong thời gian t là
P. .t
N
hc
λ
=

Khi t = 1 (s) thì
P.
λ
N
hc
=


Ta có công thức tính toán hiệu suất:
bh
bh
I
e
I .hc
n
H
P.λ
N P.
λ. e
hc
= = =

Ví dụ 1.
Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 µm sẽ phát ra bao nhiêu phôtôn
trong 30 (s) nếu công suất phát xạ của đèn là 10 (W)?
Hướng dẫn giải:
Theo bài ta có
6
20
26
hc
N.
W N. N.hc P.t. 10.30.0,6.10
P N 9.10
t t t t. hc 19,875.10
−
−
ε λ

n
H 0,1 n 0,1.N 0,1.2.10 2.10 (electron).
N
= = → = = =

Khi ñó cường ñộ dòng quang ñiện bão hòa I
bh
= n.|e| = 2.10
17
.1,6.10
–19
= 0,032 (A).
Ví dụ 3.
Khi chiếu chùm ánh sáng có công suất 1,5 (W) vào Catot của tế bào quang điện có hiện tượng
quang điện xảy ra, cường độ dòng quang điện bão hoà là 80 (mA). Cho hiệu suất lượng tử là 2%.
a) Tính số electron bức ra khỏi catốt và số phôtôn tới catốt trong một giây .
b) Tính bước sóng chùm ánh sáng.
Hướng dẫn giải:
a) Số electron bứt ra khỏi Catot tính từ biểu thức:
3
17
bh
bh
19
I
80.10
I n. e n 5.10 (electron).
e 1,6.10
−
−

c

V
ậ
t l
í12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 6 - a) Giới hạn quang ñiện
26
o
16

−
−
 
 
−
−
 
 
   
= + → = = =c) Ta có
(
)
2
31 5
2 2
0max 0max
h h h
19
9,1.10 . 3,7.10
mv mv
eU U 0,39 (V) U 0,39 (V).
2 2 e
2.1,6.10
−
−
= → = = = → = −


Ví dụ 5.
Giới hạn quang ñiện của kim loại dùng làm Catot của tế bào quang ñiện là λ
o
= 0,35 (µm).
a) Tính công thoát của electron của kim loại ra ñơn vị eV.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của electron khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,3 (µm).
c) Biết công suất của nguồn sáng là P = 1 (W) và giả thiết cứ 100 phôtôn ñập vào Catot thì có 1 electron ñến
ñược Anot. Tính cường ñộ dòng ñiện bão hoà ?
Ví dụ 6.
Khi chiếu một bức xạ ñiện từ có bước sóng λ = 0,405 (µm) vào bề mặt Catot của một tế bào quang
ñiện, tạo ra một dòng ñiện bão hoà có cường ñộ. Biết giới hạn quang ñiện của kim loại làm catốt là λ
o
= 0,686
(µm).
a) Tìm công thoát A của kim loại.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron.
c) Giả sử rằng trong trường hợp lí tưởng cứ mỗi phôtôn ñập vào mặt Catot làm bứt ra 1 electron. Tìm giá trị
của cường ñộ dòng ñiện bão hoà I, biết công suất của bức xạ trên là 1,5 (W).

Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 7 - c) số electron tách ra khỏi mặt kim loại trong 1 phút với giả thiết rằng tất cả các electron tách ra ñều bị hút về
Anot và cường ñộ dòng quang ñiện ño ñược là I = 0,26 (mA).
d) hiệu ñiện thế giữa Anot và Catot của tế bào quang ñiện sao cho dòng quang ñiện triệt tiêu. Ví dụ 8.
Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,405 (µm) vào bề mặt cuả catốt của một tế bào quang ñiện, ta ñược
dòng quang ñiện bão hoà có cường ñộ I
bh
. Có thể triệt tiêu dòng quang ñiện bão hoà này bằng hiệu ñiện thế
hãm U
h
= 1,26 V.
a) Tìm vận tốc ban ñầu cực ñại của electron quang ñiện.
b) Tìm công thoát của electron ñối với kim loại làm catốt.
c) Giả sử mỗi phôtôn ñập vào catốt làm bứt ra một electron. Ta ño ñược dòng quang ñiện I
bh
= 49 (mA). Tính
số phôtôn ñập vào catốt sau mỗi giây. Suy ra công suất bức xạ của chùm sáng.



Dạng 3. Tính bước sóng, tần số của tia X
Cách giải:


 Khi electron ñập vào ñối âm cực thì phần lớn năng lượng của nó biến thành nhiệt làm nóng ñối âm cực, phần
còn lại tạo ra năng lượng của tia X. ðể tìm nhiệt lượng tỏa ra tại ñối âm cực thì ta áp dụng ñịnh luật bảo toàn
năng lượng, ta có
2
d
1 hc
W hf Q mv Q
2
= + ⇔ = +
λ
, với f là tần số tia X, λ là bước sóng tia X phát ra.
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í

AK
max
2
max AK max
min min
min
AK
e U
f
1 hc hc
h
mv hf e U hf
hc
2 λ λ
λ
e U
=
= = ⇔ = = →
=

Ví dụ 1.
Trong một ống Rơnghen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi U = 2.10
4
(V) giữa hai cực.
a) Tính động năng của êlectron đến đối Catot (bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra khỏi
Catot.
b) Tính tần số cực đại của tia Rơnghen.
c) Trong một phút người ta đếm được 6.10
18
êlectron đập vào đối Catot. Tính cường độ dòng điện qua

→ = = =

c) Cường ñộ dòng ñiện qua ống Rơn ghen:
18 19
n e
6.10 .1,6.10
I 16 (mA).
t 60
−
= = =

Ví dụ 2.
Hiệu điện thế giữa anốt và catốt một ống tia Rơnghen là 200 (kV).
a) Tính động năng của electron khi đến đối catốt.
b) Tính bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra.
Hướng dẫn giải:
a) ðộng năng của electron ñến ñối Catot: W
d
= |e|.U
AK
= 1,6.10
–19
. 200.10
3
= 3,2.10
–14
(J)
b) Bước sóng ngắn nhất mà tia Rơn ghen phát ra thỏa mãn
26
12

–10
(m).
Ví dụ 4.
Một ống Rơnghen phát ra được bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5 Å.
a) Tính vận tốc của electron tới đập vào đối catốt và hiệu điện thế giữa hai cực của ống.
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12

18
electron đập vào đối âm cực. Tính cường độ dòng điện qua
ống.
Biết m
e
= 9,1.10
–31
kg; e = –1,6.10
–19
C; h = 6,625.10
–34
Js.
ð/S: a) U = 20,7 (kV), W
ñmax
= 3,3125.10
–15
(J).
b) I = 8 (mA).
Ví dụ 6.
Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000 V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống
Rơn-ghen là I = 5 mA. Giả thiết 1% năng lượng của chùm electron được chuyển hóa thành năng lượng


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 10 - ðáp số:
a P = 250 W b. Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây: