Các dạng bài tập Lượng tử ánh sáng có lời giải

Các dạng bài tập Lượng tử ánh sáng có lời giải

Phần Lượng tử ánh sáng Vật Lí lớp 12 sẽ tổng hợp Lý thuyết, các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 400 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Lượng tử ánh sáng hay nhất tương ứng.

Bài tập trắc nghiệm Lượng tử ánh sáng

Cách tính Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

• Công suất của nguồn sáng – hoặc hiệu suất chiếu sáng :

• Cường độ dòng quang điện bão hòa:

• Hiệu suất lượng tử:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đỏ với công suất P = 2W, bước sóng của ánh sáng λ = 0,7 μm. Xác định số phôtôn đèn phát ra trong 1s.

A. 7,04. 1018 hạt B. 5,07. 1020 hạt C. 7.1019 hạt D. 7.1021 hạt

Hướng dẫn:

• Ta có :

Ví dụ 2: Chiếu một bức xạ điện tử có bước sóng λ = 0,5μm vào bề mặt catôt của tế bào quang điện tạo thành dòng bão hòa I = 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào catôt là P = 1,5W. Biết h = 6,625.10-34Js, c=3.108 m/s và |e|=1,6.10-19 C. Tìm hiệu suất lượng tử là bao nhiêu?

A. 46 % B. 53 % C. 84 % D. 67 %

Hướng dẫn:

Hiệu suất lượng tử nguồn năng lượng :

Cách giải bài tập Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

– Bài toán 1 : Xác định nửa đường kính quỹ đạo của electron trong từ trường

– Bài toán 2: Xác định điện tích của quả cầu kim loại đặt trong không khí khi bị chiếu sáng để hiện tượng quang điện ngoài xảy ra:

– Bài toán 3 : Xác định nửa đường kính cực lớn vùng e quang điện khi đến anot :

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Catốt của tế bào quang điện chân không là một tấm kim loại phẳng có giới hạn quang điện là λo = 0,6 μm. Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm. Anốt cũng là tấm lim loại phẳng cách catốt 1cm. Giữa chúng có một hiệu điện thế 10V. Tìm bán kính lớn nhất trên bề mặt anốt có quang electron đập tới.

A. R = 4,06 mm B. R = 4,06 cm C. R = 8,1 mm D. R = 6,2 cm

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức :

Ví dụ 2: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm vào catot của 1 tế bào quang điện có công thoát A = 1,8 eV. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một điện trường hướng từ A đến B sao cho UAB = – 10 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của các electron khi tới B lần lượt là

A. 18,75. 105 m / s và 19,00. 105 m / s .
B. 16,75. 105 m / s và 19,00. 105 m / s .
C. 16,75. 105 m / s và 18,75. 105 m / s .
D. 18,75. 105 m / s và 18,87. 105 m / s .

Hướng dẫn:

Do có hiện tượng kỳ lạ quang điện nên :

Khi electron electron bứt ra mà chúng bay vào điện trường hướng từ A đến B sao cho UAB = VA – VB = – 10 V → VA < VB electron sẽ được tăng cường vì B là bản dương. Khi đó electron có tốc độ lớn nhất ứng với khi nó bứt ra khỏi tấm sắt kẽm kim loại cực lớn và nó có tốc độ nhỏ nhất khi nó bứt ra với tốc độ bắt đầu bằng không . • Electron cực lớn
• Electron cực tiểu là :

Cách giải bài tập Mẫu nguyên tử Bo, Quang phổ vạch của Hidro

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

1. Tiên đề về trạng thái dừng

• Nguyên tử chỉ sống sót trong 1 số ít trạng thái có nguồn năng lượng xác lập gọi là những trạng thái dừng. Khi ở trong những trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ
• Trong những trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ hoạt động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có nửa đường kính trọn vẹn xác lập gọi là những quỹ đạo dừng. Đối với nguyên tử Hidro nửa đường kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của những số nguyên liên tục :
Rn = n2.ro

Rn: là bán kính quỹ đạo thứ n

n : là quỹ đạo thứ n
ro = 5,3. 10-11 m : là nửa đường kính cơ bản

ro	4ro	9ro	16ro	25ro	36ro
K	L	M	N	O	P

2. Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng

• Khi nguyên tử chyển từ trạng thái dừng có nguồn năng lượng ( En ) sang trạng thái dừng có nguồn năng lượng thấp hơn ( Em ) thì nó phát ra một pho ton có nguồn năng lượng đúng bằng hiệu : En – Em
ε = hfnm = En – Em
• trái lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái dừng có nguồn năng lượng Em mà hấp thụ một photon có nguồn năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có nguồn năng lượng En .

• Từ tiên đề trên : Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng hoàn toàn có thể phát ra ánh sáng ấy .

3. Quang phổ vạch Hiđrô

• Mức năng lượng ở trạng thái n:

• e lectron bị ion hóa khi : E ∞ = 0 .

• Công thức xác lập tổng số bức xạ hoàn toàn có thể phát ra khi e ở trạng thái nguồn năng lượng thứ n :

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Ở nguyên tử hidro, quỹ đạo nào sau đây có bán kính lớn nhất so với bán kính các quỹ đạo còn lại?

A. O B. N C. L D. P

Hướng dẫn:

• Ta có : Rn = n2.ro ( trong đó ro là nửa đường kính quỹ đạo cơ bản : ro = 5,3. 10-11 m )
Quĩ đạo O có n = 5 .
Quĩ đạo N có : n = 4
Quĩ đạo L có n = 2
Quĩ đạo P có n = 6 .
⇒ Trong những quỹ đạo trên, quỹ đạo P có n lớn nhất lên nửa đường kính là lớn nhất .

Ví dụ 2: Electron đang ở quỹ đạo n chưa rõ thì chuyển về quỹ đạo L và thấy rẳng bán kính quỹ đạo đã giảm đi 4 lần. Hỏi ban đầu electron đang ở quỹ đạo nào?

A. O B. M C. N D. P

Hướng dẫn:

• Ta có : Bán kính quỹ đạo L : R2 = 22.ro = 4.ro
Bán kính quỹ đạo n : Rn = n2.ro

Theo đề bài:

Vậy electron bắt đầu đang ở quỹ đạo N

Ví dụ 3: Năng lượng của êlectron trong nguyên tử hyđrô được tính theo công thức: En = -13,6 / n2; n = 1, 2, 3, … Xác định năng lượng ở quỹ đạo dừng L.

A. 5,44. 10-20 J B. 5,44 eV C. 5,44 MeV D. 3,4. eV

Hướng dẫn:

• Quĩ đạo dừng thứ L ứng với n = 2 ⇒ EL = 13,6 / 4 = 3,4 eV

Ví dụ 4: Năng lượng của êlectron trong nguyên tử hyđrô được tính theo công thức: En = -13,6 / n2; n = 1,2,3, …Hỏi khi electron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nó phát ra một photon có bước sóng là bao nhiêu?

A. 0,2228 μm. B. 0,2818 μm. C. 0,1281 μm. D. 0,1218 μm .

Hướng dẫn:

Khi e chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nó phát ra một photon:

Ví dụ 5: Trong quang phổ của nguyên tử hiđro, ba vạch đầu tiên trong dãy lai man có bước sóng λ12 = 121,6 nm; λ13 = 102,6 nm; λ14 = 97,3 nm. Bước sóng của vạch đầu tiên trong dãy Banme và vạch đầu tiên trong dãy pasen là

A. 686,6 nm và 447,4 nm. B. 660,3 nm và 440,2 nm .
C. 624,6 nm và 422,5 nm. D. 656,6 nm và 486,9 nm .

Hướng dẫn:

Xem thêm những dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác :

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học