Bài C1 trang 226 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hãy tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đỏ \(\lambda = 0,75\mu m\)

Giải

Năng lượng phôtôn ứng với ánh sáng đỏ (\(\lambda = 0,75\mu m\) )

\(\varepsilon = {{hc} \over \lambda } = {{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}} \over {0,{{75.10}^{ - 6}}}} = 2,{65.10^{ - 19}}(J)\)

Bài C2 trang 227 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Theo bạn, trong chùm sáng màu đỏ có mấy loại phôtôn ?

Giải

Nếu ta nói chùm sáng màu đỏ thì có nghĩa là bao gồm tất cả ánh sáng đơn sắc trong vùng màu đỏ có bước sóng từ \(0,64\mu m\) đến \(0,76\mu m\) ( xem bảng 37.1 bài 37). Do đó ta có vô số loại phôtôn có năng lượng tính theo công thức \(\varepsilon = {{hc} \over \lambda }\).

Bài C3 trang 227 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Giải thích tại sao các êlectron nằm trong khối kim loại lại có động năng ban đầu ( khi bứt ra) nhỏ hơn \({{mv_{0\max }^2} \over 2}.\)

Giải

Ta xem trường hợp phôtôn đến va chạm vào bề mặt kim loại vào truyền hết năng lượng \(\varepsilon \) của nó cho electron, tuỳ theo vào thời điểm đó, electron đang ở vị trí nào, nông hay sâu đối với bề mặt kim loại

Ví dụ : Theo hình vẽ minh hoạ

* Electron (1) ở sát bề mặt kim loại nên khi nhận được năng lượng từ phôtôn thì chỉ cần hao phí công thoát A là bật ra khỏi bề mặt kim loại với động năng ban đầu lớn nhất \({E_{đ0\max }}\).

* Các electron (2); (3) ở sâu bên trong nên khi nhận được năng lượng từ phôtôn đã phải bị hao phí thêm năng lượng truyền cho các ion kim loại, do đó động năng ban đầu bật ra khỏi kim loại không thể cực đại được, mà nhỏ dần nếu electron càng ở sâu bên trong.

Bài C4 trang 228 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Vận dụng công thức (44.2) hãy giải thích định luật quang điện thứ ba.

Giải

Từ công thức Einstein : \(h{c \over \lambda } = A + {{mv_{0\max }^2} \over 2}\) ta nhận thấy động năng ban đầu cực đại của electron khi thoát ra khỏi bề mặt kim loại phụ thuộc vào bước sóng \(\lambda \) của ánh sáng kích thích và phụ thuộc vào công thoát A đặc trưng cho mỗi kim loại khác nhau ( nội dung định luật quang điện thứ ba).

Bài C5 trang 228 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Theo bạn, sóng và hạt có đặc điểm gì khác biệt nhau ?

Giải

Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, tuy nhiên tuỳ theo độ dài của bước sóng mà trong thực nghiệm ta nhận thấy ánh sáng thể hiện tính chất nào trội hơn :

a) Với ánh sáng có bước sóng dài, từ \(0,38\mu m\) trở lên ( vùng ánh sáng khả kiến, hồng ngoại và sóng vô tuyến) thì thể hiện bản chất sóng rõ nét hơn bản chất hạt vì chúng dễ thực hiện các thực nghiệm giao thoa, nhiễu xạ .... đặc trưng cho bản chất sóng và khó thực hiện các tác dụng đâm xuyên, ion hoá, quang điện .... thể hiện bản chất hạt.

b) Với ánh sáng có bước sóng ngắn từ \(0,38\mu m\) trở xuống ( vùng ánh sáng không khả kiến gồm tử ngoại, tia X và gamma ) thì thể hiện bản chất hạt rất ,mạnh như có thể gây ra hiệu ứng quang điện, ion hoá không khí, đâm xuyên.... và thể hiện bản chất sóng rất yếu như khó thực hiện giao thoa, nhiễu xạ....

Bài 1 trang 229 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của

A. Mọi êlectron

B. Mọi nguyên tử

C. Phân tử mọi chất

D. Một chùm sáng đơn sắc phải luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng.

Giải

Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của một chùm sáng đơn sắc phải luôn luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng.

Chọn đáp án D.

Bài 2 trang 229 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Bài 2. Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lượng

A. của mọi phôtôn đều bằng nhau.

B. của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng.

C. giảm dần, khi phôtôn càng rời xa nguồn.

D. của phôtôn không phụ thuộc vào bước sóng.

Giải

Theo thuyết phôtôn của Anhxtanh thì năng lượng của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng.

Chọn đáp án B.

Bài 3 trang 229 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện là

A.\(hf = {1 \over 2}mv_0^2 + A.\)                                                                 

B. \(hf = {1 \over 2}mv_{0\max }^2 + A.\)

C.\(h{c \over \lambda } = {1 \over 2}mv_{0\max }^2 - A.\)                                                           

D.\(h{c \over \lambda } + h{c \over {{\lambda _0}}} = {1 \over 2}mv_0^2.\)

Giải

Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện là :

\(hf = {1 \over 2}mv_{0\max }^2 + A.\)  

Chọn đáp án B.

Bài 4 trang 229 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng \(400\) nm vào catôt bằng natri của một tế bào quang điện. Biết giới hạn quang điện của natri là \(0,5\mu m\), hãy tính vận tốc ban đầu cực đại của các quang êlectron.

Giải

Chiếu ánh sáng \(\lambda = 400(nm)\) vào Catôt Natri có giới hạn quang điện \({\lambda _0} = 0,5(\mu m)\) thì vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện được tính bằng công thức Anhxtanh :

\({{hc} \over \lambda } = {{hc} \over {{\lambda _0}}} + {{mv_{0\max }^2} \over 2} \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {{2 \over m}\left( {{{hc} \over \lambda } - {{hc} \over {{\lambda _0}}}} \right)} \)

Thay số : 

\({v_{0\max }} = \sqrt {{{2.6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}} \over {9,{{1.10}^{ - 31}}}}\left( {{1 \over {0,{{4.10}^{ - 6}}}} - {1 \over {0,{{5.10}^{ - 6}}}}} \right)}\)

\(= 0,{{47.10}^6}(m/s) \)

Bài 5 trang 229 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm sáng có bước sóng \(0,330\mu m\). Biết rằng để triệt tiêu dòng quang điện, phải đặt một hiệu điện thế hãm bằng \(1,38\; V\) giữa anôt và catôt. Hãy xác định công thoát của êlectron khỏi kim loại và giới hạn quang điện của kim loại làm catôt.

Giải

Ánh sáng đơn sắc \(\lambda = 0,33(\mu m)\); hiệu điện thế hãm \({U_h} = - 1,38(V)\).

Công thoát của electron khỏi kim loại tính theo công thức Anhxtanh:

\({{hc} \over \lambda } = A + {E_{đ0\max }} \Leftrightarrow {{hc} \over \lambda } = A + e\left| {{U_h}} \right|\)

\( \Rightarrow A = {{hc} \over \lambda } - e\left| {{U_h}} \right|\)

\(= {{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}} \over {0,{{33.10}^{ - 6}}}} - 1,{6.10^{ - 19}}.1,38 = 3,{815.10^{ - 19}}(J)\) 

Giới hạn quang điện làm catôt :

\({\lambda _0} = {{hc} \over A} = 0,{52.10^{ - 6}}(m) = 0,52(\mu m)\)

Giaibaitap.me