CHƯƠNG VIII:LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
A) Công thức cần nhớ :
1) Hệ thức Einstêin :
2
max
2
1
ot
mvA
c
hhf
+===
λ
ε
h = 6,625 .10
-34
J.s : hằng số Plank ; c = 3.10
8
m/s

λ
,f : bước sóng ,tần số của ánh sáng kích thích. A
t
: công thoát của kim loại làm catốt .( J )
m = 9,10
-31
Kg .
maxo
v
: vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron .( m/s )

===
4) Công suất nguồn sáng :
t
Nhc
t
Nhf
t
NP
λ
ε
===
N: số phôtôn do bức xạ
λ
đập vào catôt
5) Cường độ dòng quang điện bảo hoà :
t
en
t
q
I
==e
n
: số electron bứt ra khỏi catốt
6) Hiệu suất lượng tử
N
n
H

4
= 0,30
µ
m,
λ
5
= 0,36
µ
m,
λ
6
= 0,40
µ
m. Các bức
xạ gây ra được hiện tượng quang điện là:
A.
λ
1
,
λ
2
. B.
λ
1
,
λ
2
,
λ
3

0
λ
. Gọi U
1
và U
2
là điện áp hãm tương ứng để triệt tiêu dòng quang điện thì
A. U
1
= 1,5U
2
. B. U
2
= 1,5U
1
. C. U
1
= 0,5U
2
. D. U
1
= 2U
2
.
Câu 4.
Catốt

của

một

µ
m.

Chiếu

vào
catốt

ánh

sáng

tử

ngoại

có

bước

sóng

0,33
µ
m.

Động

năng


J
Câu 5. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,36µm, công thoát e của kẽm lớn hơn natri 1,4 lần. Giới hạn quang điện của natri là
A. 0,257µm. B. 2,57µm. C. 0,504µm. D. 5,04µm.
Câu 6.Trong 10s, số electron đến được anôt của tế bào quang điện là 3.10
16
. Cường độ dòng quang điện lúc đó là
A. 0,48A. B. 4,8A. C. 0,48mA. D. 4,8mA.
Câu 7. 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=0,32mA. Số electron thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây là :
A. 2.10
15
B. 2.10
17
C. 2.10
19
D. 2.10
13
Câu 8 Một đèn laze có công suất phát sáng 1W phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,7µm. Số phôtôn của nó phát ra trong 1
giây là:
A. 3,52.10
19
. B. 3,52.10
20
. C. 3,52.10
18
. D. 3,52.10
16
.
Câu 9. Chiếu vào catôt của tế bào quang điện một ánh sáng có bước sóng λ= 600nm từ một nguồn sáng có công suất 2mW.
Biết cứ 1000 hạt phôtôn tới đập vào catôt thì có 2 electron bật ra, cường độ dòng quang điện bão hòa bằng

15
photon D. 5.10
15
photon
Câu 13. Khi chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ = 0,33µm vào catôt của một tế bào quang điện thì điện áp hãm là U
h
. Để
có điện áp hãm U’
h
với giá trị |U’
h
| giảm 1V so với |U
h
| thì phải dùng bức xa có bước sóng λ’ bằng bao nhiêu?
A. 0,225µm. B. 0,325µm. C. 0,425. D. 0,449µm.
Câu 14. Chiếu lần lượt vào catốt của một tế bào quang điện hai bức xạ điện từ có tần số f
1
và f
2
= 2f
1
thì hiệu điện thế làm
cho dòng quang điện triệt tiêu lần lượt là 6V và 16V. Giới hạn quang điện λ
0
của kim loại làm catốt
A. λ
0
= 0,21μm B. λ
0
= 0,31μm C. λ

0
. Tỉ số λ
0
/ λ
1
bằng
A. 16/9 B. 2 C. 16/7 D. 8/7
Câu 17. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ
1
= 0,236µm vào catôt của 1 tế bào quang điện thì các quang electrôn đều bị giữ
lại bởi hiệu điện thế hãm U
1
=2,749 V. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ
2
thì hiệu điện thế hãm là U
2
=6,487V. Giá trị của λ
2
là
A. 0,23µm. B. 0,138µm. C. 0,362µm. D. 0,18µm.
Câu 18. Ca tốt của tế bào quang điện được rọi sáng đồng thời bởi hai bức xạ: một bức xạ có λ
1
= 0,2µm và một bức xạ có tần
số f
2
= 1,67.10
15
Hz. Công thoát electron của kim loại đó là A = 3,0 (eV). Động năng ban dầu cực đại của quang electron là
A. 3,2eV B. 5,1eV C. 6,26eV D. 3,9eV
Câu 19 :Trong 10 giây, số electron đến được anôt của tế bào quang điện là 3.10

A. 1,32µm. B. 0,132µm. C. 2,64µm. D. 0,164µm.
Câu 3. Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f
1
, f
2
(với f
1
< f
2
) vào một quả cầu kim loại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện
tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lần lượt là V
1
, V
2
. Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì
điện thế cực đại của nó là
A. V
2
. B. (V
1
+ V
2
) C. V
1
. D. |V
1
-V
2
|.
Câu 4:.Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ

=7.5 10
14
Hz và f
2
=10
15
Hz
Hãy tính V
max
của tấm kim loại trong mỗi trường hợp.
Câu 6:Khi chiếu tấm kim loại Xesi bằng hai bức xạ λ
1
= 0,35(µm) và λ
2
=450nm thì thấy vận tốc ban đầu cực đại tương ứng
của các e gấp nhau 2 lần.
A Tính λ
0
b.Tấm kim loại được nối đất qua R=1M
Ω
và được chiếu sáng bằng ánh sáng có bước sóng 400nm đủ mạnh để V tức thới
tăng lên cực đại.Tính cường độ cực đại qua R?
∗ Dạng 3: Điện tích chuyển động trong từ trường
B

I. Tóm tắt công thức:
- Lực Lorentz: xuất hiện khi hạt mang điện q chuyển động với vận tốc v trong từ trường
B

.

vuông góc với phương ban đầu của vận tốc của quang electron. Ta thấy quỹ đạo của các
quang eletron trong từ trường đều là các đường tròn mà bán kính cực đại là 2,5 cm.
- Chứng tỏ quang eletron chuyển động tròn đều và chỉ rõ chiều chuyển động của chúng.
- Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron.
- Tính giới hạn quang điện.
2. Công thoát của một tế bào quang điện được phủ một lớp Cs có công thoát 1,9 eV. Catot được chiếu sáng bởi ánh
sáng có bước sóng λ = 0,56 µm.
a. Xác định giới hạn quang điện của Cs.
b. Dùng màn chắn tách một chùm hẹp các electron quang điện rồi hướng chúng vào vùng có từ trường đều B
=6,1.10
-5
T,
B

⊥
v

. Hãy xác định bán kính cực đại quỹ đạo của electron.
∗ Dạng 4: Quang electron chuyển động trong điện trường
E

I. Tóm tắt công thức:
- Lực điện từ:
F

= q.
E

3


m
F
=
m
eE
- Xét trục tọa độ xOy:
+ x = v
0max
t = R
max
→

t =
0max
max
v
R
+ y =
m
eE
t
2
= d ( với d là khoảng cách giữa hai bản cực) ⇒ d =
m
eE
.
2
0max
2
max

A. 11,375cm B. 22,75cm C. 11,375mm D. 22,75mm
Câu 2. Chiếu bức xạ đơn sắc bước sóng λ =0,533(μm) vào một tấm kim loại có công thoát electron A=3.10
–19
J. Dùng màn
chắn tách ra một chùm hẹp electron quang điện và cho chúng bay vào một miền từ trường đều có cảm ứng từ
B

. Hướng
chuyển động của electron quang điện vuông góc với
B

. Biết bán kính cực đại của quỹ đạo các electron là R=22,75mm .
Cảm ứng từ B của từ trường bằng
A. B = 2.10
–4
(T) B. B = 10
–4
(T) C. B = 1,2.10
–4
(T) D. B = 0,92.10
–4
(T)
Câu 3. Khi chiếu chùm bức xạ λ=0,2μm rất hẹp vào tâm của catốt phẳng của một tế bào quang điện công thoát electron là
1,17.10
-19
J. Anốt của tế bào quang điện cũng có dạng bản phẳng song song với catốt. Đặt vào giữa anốt và catôt một hiệu điện
thế U
AK
= -2V thì vận tốc cực đại của electron khi đến anốt bằng
A. 1,1.10

2
1
mv
2
là động năng của electron đối với catot )
- Công của lực điện trường: A =
2
1
mv
2
-
2
1
m
2
0
v
và A = eU
AK
⇒ eU
AK
=
2
1
mv
2
-
2
1
m

1. Biết hiệu điện thế giữa anot và catot của ống Rơnghen là U = 12 KV. Hãy tìm bước sóng nhỏ nhất của tia X do
ống phát.
2. Trong một ống tia Rơnghen cường độ dòng điện qua ống là 0,8 µA, hiệu điện thế giữa anot và catot là 1,2 KV.
a. Tìm số electron đập vào catot trong 1 giây. Vận tốc của electron đó là bao nhiêu?
b. Tìm bước sóng nhỏ nhất của tia X mà ống đó có thể phát ra.
c. Đối catot là một bản platin có S = 1 cm
2
dày 2 mm. Giả sử toàn bộ động năng của electron đập vào đối
catot dùng để đốt nóng bản platin. Hỏi sau bao lâu nhiệt độ bản tăng thêm 1000
0
C, biết khối lượng riêng của
Platin là D = 21.10
3
Kg/m
3
và nhiệt dung riêng là c = 0,12 KJ/Kg.độ.
3. Một ống Rơnghen phát ra chùm tia có bước sóng ngắn nhất là 5.10
-11
m.
a. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của ống và động năng cực đại các electron tới đập vào đối catot. Tính số
electron đập vào đối catot sau mỗi giây cho biết cường độ dòng điện qua ống là 0,01A.
b. Người ta làm nguội đối catot bởi một dòng nước lạnh mà nhiệt độ lúc ra khỏi ống lớn hơn nhiệt độ lúc vào
là 40
0
C. Tính khối lượng nước chảy qua đối catot sau mỗi phút.
Biết nhiệt dung riêng của nước 4,186 KJ/Kg.độ.
Trắc nghiệm
Câu 1. Một tia X mềm có bước sóng 125pm. Năng lượng của phô tôn tương ứng có giá trị nào sau đây?
A. ≈10
4

Hz.
Câu 4. Tần số lớn nhất trong chùm tia Rơnghen là f
max
= 5.10
18
Hz. Coi động năng đầu của e rời catôt không đáng kể. Động
năng của electron đập vào đối catốt là:
A. 3,3125.10
-15
J B. 4.10
-15
J C. 6,25.10
-15
J D. 8,25.10
-15
J
Câu 5. Ống Rơnghen có hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 12000V, phát ra tia X có bước sóng ngắn nhất là λ. Để có tia X
cứng hơn, có bước sóng ngắn nhất là λ’ ngắn hơn bước sóng ngắn nhất λ 1,5 lần, thì hiệu điện thế giữa anôt và catôt phải là
A. U = 18000V B. U = 16000V C. U = 21000V D. U = 12000V
Câu 6 : Một ống Rơnghen phát ra tia X có bước sóng ngắn nhất là 1,875.10
-10
(m). Để tăng độ cứng của tia X, nghĩa là giảm
bước sóng của nó, ta tăng hiệu điện thế hai cực của ống thêm 3300V. Tính bước sóng ngắn nhất ống phát ra khi đó .
A.
10
min
1,2515.10 ( )m
λ
−
=

I. Tóm tắt công thức:
1. Tiên đề Bo - Quang phổ nguyên tử Hiđrô
* Tiên đề Bo: ε = h.f
mn
= E
m
– E
n
=
mn
hc
λ
( với m > n )
* 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

n=4
n=5
n=6
hf
mn
hf
mn
nhận phôtôn
phát phôtôn
E
m
E
n
E
m
> E
n