Nguyễn Hữu Nghĩa – THPT Lục Ngạn 4 –Bắc Giang ----------------- Website: Xomcodon.tk
BÀI TẬP CHƯƠNG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
∗ Dạng 1: Tính các đại lượng cơ bản (công thoát A, v
0max
, P, i
bh
, U
h
, H…)
I. Tóm tắt công thức:
1. Lượng tử ánh sáng có năng lượng: ε = hf = h
λ
c

Với hằng số Plăng h =6,625.10
-34
J.s, vận tốc ánh sáng c = 3.10
8
m/s
2. Phương trình Anhxtanh: ε = hf = h
λ
c
= A + W
0đmax
= A +
2
1
m
2
0max
v

100%
7. Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu: e.U
h
=
2
1
m
2
0max
v
→ e.U
h
= ε - A = hf – A
Chú ý: + 1 eV = 1,6.10
-19
J
+ U
h
= - U
AK
II. Bài tập áp dụng:
1. Tính năng lượng của các photon ứng với các ánh sáng có bước sóng 0,76 µm và 400 nm.
2. Giới hạn quang điện của Vonfam là 0,275 µm.
a. Hỏi khi chiếu ánh sáng trắng vào vonfam thì có hiện tượng quang điện xẩy ra không? Giải thích?
b. Tính động năng ban đầu cực đại của electron quang điện khi bức xạ chiếu vào có bước sóng 0,18 µm ?
c. Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện ?
3. Biết công thoát của electron ra khỏi bề mặt của nhôm và kali lần lượt là 3,45 eV và 2,25 eV. Chiếu chùm
sáng có tần số 7.10
8
MHz lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và kali.

= 0,578 µm.
a. Tính công thoát của electron ra khỏi kim loại trên.
b. Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng có bước sóng λ = λ
0
, tính vận tốc của electron quang điện khi đến
anot biết rằng hiệu điện thế giữa anot và catot bằng 45 V.
9. Khi chiếu vào catot của một tế bào quang điện một bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,1084 µm và khi hiệu
điện thế giữa anot và catot là U
AK
= - 2V thì cường độ dòng quang điện bằng 0.
a. Xác định giới hạn của kim loại dùng làm catot.
b. Nếu chiếu vào catot của tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng λ’ = λ/2 mà vẫn duy trì hiệu điện
thế giữa anot và catot là U
AK
= - 2V thì động năng cực đại của các electron khi bay sang đến anot là bao nhiêu?
10. Khi chiếu bức xạ có bước sóng 0,405 µm vào bề mặt của tế bào quang điện ta có dòng quang điện bảo hòa
có cường độ i
bh
ta có thể làm triệt tiêu dòng này với hiệu điện thế hãm U
h
= 1,26V.
a. Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.
b. Tìm công thoát của electron đối với kim loại làm catot.
c. Giả sử hiệu suất lượng tử là 100% thì đo được i
bh
= 49 mA. Tính số photon đập vào catot mỗi giây và
công suất bức xạ của nguồn.
11. Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,40 µm được dùng để chiếu vào tế bào quang điện công
thoát A = 2,26 eV.
a. Tính giới hạn quang điện.

= W
0đmax
Mà h
λ
c
= A + W
0đmax
= A +
2
1
m
2
0max
v
⇒ h
λ
c
= A + eV
max
⇒ V
max
=
e
A -
c
h
λ
II. Bài tập áp dụng:
1. Người ta chiếu bức xạ λ = 0,14 µm vào quả cầu bằng đồng đặt cô lặp với các vật khác thì quả cầu sẽ tích
được điện thế cực đại là bao nhiêu nếu biết công thoát đối với đồng là 4,47 eV.


,
v

)
- Lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm: m
R
v
2
= ev.B
- Nếu electron có v
0max
thì R = R
max
II. Bài tập áp dụng:
1. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng λ = 0,56 µm vào catot của tế bào quang điện.
a. Biết rằng cường độ dòng quang điện bảo hòa là 2mA, tính xem trong mỗi giây có bao nhiêu electron
quang điện được giải thoát.
b. Dùng màn chắn tách một chùm tia hẹp các quang electron, rồi hướng chúng vào vùng có từ trường đều
B = 7,46.10
-5
T, sao cho
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

mv
2
-
2
1
mv
0
2
→ eEx =
2
1
mv
0
2
-
2
1
mv
2

2. Tính bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anot mà các electron tới đập vào:
- Khi các quang electron bật ra khỏi catot chịu lực điện trường thì thu gia tốc a =
m
F
=
m
eE
- Xét trục tọa độ xOy:
+ x = v
0max

2. Khi rọi vào catôt phẳng của một tế bào quang điện bức xạ có bước sóng λ = 0,33 µm thì có thể làm dòng
quang điện triệt tiêu nếu U
AK
≤ -0,3125 V.
a. Xác định giới hạn quang điện.
3
Nguyễn Hữu Nghĩa – THPT Lục Ngạn 4 –Bắc Giang ----------------- Website: Xomcodon.tk
b. Anot của tế bào quang điện có dạng bảng phẳng song song với catôt đặt đối diện và cách catot d = 1 cm.
Khi rọi chùm bức xạ rất hẹp vào tâm của catot và đặt hiệu điện thế U
AK
= 4,55 V giữa anot và catot thì bán
kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anot mà các electron tới đập vào là bao nhiêu?
∗ Dạng 5: Bài tập về tia X
I. Tóm tắt công thức:
- Cường độ dòng qua ống I = ne (với n là số eletcron phát ra sau 1 giây )
- Năng lượng photon của tia X có năng lượng ε
max
tức λ
min
là photon hấp thụ trọn vẹn động năng của
electron: ε
max
=h.f
max
=
min
hc
λ
=
2

-
2
1
m
2
0
v
→ Nếu bỏ qua
2
1
m
2
0
v
thì: eU
AK
=
2
1
mv
2
(2)
⇒ Từ (1), (2) ta được: eU
AK
= ε
max
- Công thức nhiệt lượng: Q = cm(t
2
– t
1

∗ Dạng 6: Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ nguyên tử Hydro
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:

n=3
n=4
n=5
n=6
hf
mn
hf
mn
nhận phôtôn
phát phôtôn
E
m
E
n
E
m
> E
n
Nguyễn Hữu Nghĩa – THPT Lục Ngạn 4 –Bắc Giang ----------------- Website: Xomcodon.tk
* Sơ đồ mức năng lượng:
- Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại
Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K
E
n
– E
1
=
1
hc
n

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.
E
n
– E
3
=
3
hc
n
λ
với n > 3
Lưu ý: Vạch dài nhất λ
NM
khi e chuyển từ N → M, Vạch ngắn nhất λ
∞
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
1 1 1
λ λ λ
= +
và f
13
= f
12
+f
23

0,122µm, λ
2
= 103nm. Biết mức năng lượng của trạng thái kích thích thứ 2 là -1,51 eV.
a. Hãy tìm bước sóng của vạch H
α
trong quang phổ nhìn thấy của nguyên tử hydro.
b. Tìm mức năng lượng của trạng thái cơ bản và của trạng thái kích thích thứ nhất (theo đơn vị eV).
5. Các mức năng lượng của nguyên tử hydro được xác định bởi công thức
2
13,6
( )
n
E eV
n
= -
, với n là những
số nguyên.
a. Khi kích thích nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản bằng việc hấp thụ photon có năng lượng thích hợp
thì bán kính quỹ đạo dừng của electron tăng lên 9 lần. Tìm các bước sóng khả dĩ của bức xạ mà nguyên tử có
thể phát ra.
b. Khi lần lượt chiếu vào nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản các bức xạ mà photon có năng lượng 6eV;
12,75eV; 18eV trong mỗi trường hợp đó nguyên tử hydro có hấp thụ photon không? Và nếu có thì chuyển lên
trạng thái nào ?
c. Nguyên tử hydro đang ở trạng thái cơ bản va chạm với electron có năng lượng 10,6 eV. Trong quá trình
tương tác giả sử nguyên tử đang đứng yên và chuyển lên trạng thái kích thích đầu tiên thì tìm động năng của
electron sau va chạm.
6. Cho một chùm electron va chạm với các nguyên tử hydro ở trạng thái bình thường. Để kích thích chúng:
a. Tìm vận tốc cực tiểu của các electron sao cho có thể làm xuất hiện tất cả các vạch phổ bức xạ của
nguyên tử hydro.
b. Muốn cho quang phổ hydro chỉ có một vạch thôi thì năng lượng electron phải nằm trong khoảng nào?