Bài tập tự luận Vật lí 12_lượng tử ánh sáng

HP

Họ và tên HS:..............................

Lớp........Trường..........................

THPT Quang Trung. GV: Nguyễn Quang Sáng

ĐT: 0978462677

Email: [email protected]

Baøi taäp töï luaän töï giaûi ph ầ n l ượng tử

1. Chieáu laàn löôït hai böùc xaï coù böôùc soùng λ1 = 0.25µm vaø λ2 = 0,30µm vaøo kim loaïi thì vt ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e

quang ñieän laàn löôït laø v01 = 7,35.105m/s vaø v02 = 5.105m/s.

a/ Tìm khoái löôïng cuûa electron.

b/ Xaùc ñònh giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi ñoù.

c/ Chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ' vaøo taám kim loaïi noùi treân ñöôïc coâ laäp veà ñieän thì hieäu ñieän theá cöïc ñaïi cuûa

taám kim loaïi laø 3V. Tìm λ'. Cho h = 6,625.10−34J.s; c = 3.108m/s ; e = 1,6.10−19C.

2. Kim loaïi laøm catoât cuûa teá baøo quang ñieän coù coâng thoaùt A = 2,27 eV.

a/ Tính giôùi haïn quang ñieän.

b/ Khi chieáu vaøo catoât hai böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ1 = 0,489 µm vaø λ2 =0,669 µm thì böùc xaï naøo gaây ra

hieän töôïng quang ñieän ? Tính vt ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e quang ñieän.

Ñaùp soá : a/ λ0 = 0,547 µm ; b/ v0max = 0,308.106m/s

3. Kim loaïi laøm catoât cuûa teá baøo quang ñieän coù giôùi haïn quang ñieän laø λ0.

a/ Laàn löôït chieáu vaøo teá baøo quang ñieän böùc xaï coù böôùc soùng 0,35µm vaø 0,54µm thì vt ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e

baén ra khaùc nhau 2 laàn. Tìm λ0.

b/ Chieáu aùnh saùng nhìn thaáy coù böôùc soùng töø 0,39µm ñeán 0,76µm thì hieäu ñieän theá haõm laø bao nhieâu ñeå cöôøng

ñoä doøng quang ñieän baèng khoâng.

4. Chieáu laàn löôït hai böùc xaï coù böôùc soùng 0,25µm vaø 0,30µm vaøo kim loaïi thì vt ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e quang ñieän

laàn löôït laø 7,31.105m/s vaø 4,93.105m/s. Tìm khoái löôïng cuûa electron vaø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi ñoù.Ñaùp

soá : 0,36µm

5. Catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän laøm baèng Xeâñi laø kim loaïi coù coâng thoaùt eâlectroân A = 2eV, ñöôïc chieáu bôûi böùc

xaï coù böôùc soùng 0,3975µm.

a/ Tính ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e quang ñieän vaø hieäu ñieän theá haõm UAK ñuû haõm doøng quang ñieän.

b/ Cho cñdñ baõo hoøa I0 = 2µA vaø hieäu suaát quang ñieän H = 0,5%. Tính soá phoâtoân tôùi catoât trong moãi giaây

Cho h = 6,625.10−34J.s ; c = 3.108m/s ; e= 1,6.10−19C.

Ñaùp soá : a/ 1,8.10−19J ; −1,125 V ; b/ 2,5.1015 phoâtoân/s

6. Khi chieáu böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ = 0,4µm vaøo teá baøo quang ñieän thì hieäu ñieän theá haõm laø UAK = −1V.

a/ Tìm coâng thoaùt cuûa eâlectroân böùt khoûi catoât.

b/ Tìm cñdñ baõo hoøa, bieát hieäu suaát quang ñieän H = 20% vaø coâng suaát cuûa chuøm böùc xaï chieáu tôùi catoât laø 2W.

Cho h = 6,625.10−34J.s ; c = 3.108m/s ; e = −1,6.10−19C ;

m = 9,1.10−31kg. Ñaùp soá : a/ 1,6 eV ; b/ 0,13 A

7. Duøng aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng λ1 = 0,4µm chieáu vaøo catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän. Khi ñaët vaøo anoât vaø

catoât cuûa teá baøo quang ñieän naøy moät hieäu ñieän theá haõm Uh1 = −2V thì doøng quang ñieän trieät tieâu. Hoûi neáu duøng

aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng λ2 = 0,2µm thì hieäu ñieän theá haõm Uh2 coù giaù trò baèng bao nhieâu ? Tính tæ soá vt ban

ñaàu cöïc ñaïi cuûa eâlectroân quang ñieän treân hai tröôøng hôïp treân.

8. Khi chieáu böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ = 0,1854µm vaøo teá baøo quang ñieän thì hieäu ñieän theá haõm laø UAK = − 2V.

a/ Xaùc ñònh giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi laøm catoât.

b/ Neáu chieáu vaøo catoât cuûa teá baøo quang ñieän ñoù böùc xaï coù böôùc soùng λ' = 2

λ

vaø vaãn duy trì hieäu ñieän theá

UAK = − 2V thì ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron khi bay ñeán anoât laø bao nhieâu?Cho h =

6,625.10−34J; c = 3.108m/s ; e = 1,6.10−19C. Ñaùp soá : a. 0,2643µm ; b. 1,072.10−18J.

9. Catoât teá baøo quang ñieän baèng kim loïai coù coâng suaát 2,07eV. Chieáu aùnh saùng traéng coù λ töø 0,41 µm ñeán 0,75µm

vaøo catoât.

a/ Chuøm aùnh saùng treân coù gaây ra hieän töôïng quang ñieän khoâng?

b/ Tìm vt cöïc ñaïi cuûa e vaø vt cuûa e ñeán anoât khi UAK = 1V vaø khi UAK = = − 1V.

Ñaùp soá : a. λ = 0,6µm neân coù hieän töôïng quang ñieän.

b. v0max = 0,58.106m/s. Khi UAK = 1V : v = 0,83.106m/s Khi UAK = − 1V caùc e khoâng ñeán ñöôïc anoât.

10. Roïi böùc xaï λ = 0,4µm vaøo catoât teá baøo quang ñieän, e thoùat ra coù v0max = 4,67.105m/s vaø khi tôùi catoât coù vt v =

1,93.106m/s. Tìm giôùi haïn quang ñieän vaø hieäu ñieän theá giöõa Avaø K.

11. Chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,4µm vaøo taám kim loaïi coù coâng thoùat A = 2eV.