Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

Kỳ thi ĐGNL ĐHQG Hồ Chí Minh

Đổi lựa chọn

Câu 1 Trắc nghiệm

Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài)

Câu 2 Trắc nghiệm

Chiếu một bức xạ  đơn sắc có bước sóng $λ$ vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện ngoài là ${λ_0}$  thì thấy có hiện tượng quang điện xảy ra (electron bứt ra khỏi kim loại). Với $c$ là tốc độ photon trong chân không. Khi đó, ta có mối quan hệ đúng là: 

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Để gây ra hiện tượng quang điện:

\(\lambda \le {\lambda _0} \Leftrightarrow \dfrac{c}{f} \le {\lambda _0}\)

Câu 3 Trắc nghiệm

Cho biết công thoát của Kali là

\(A{\text{ }} = {\text{ }}3,{6.10^{ - 19}}J\) . Chiếu vào Kali lần lượt bốn bức xạ

\({\lambda _1} = 0,4\mu m;{\text{ }}{\lambda _2} = 0,5\mu m{\text{ }};{\text{ }}{\lambda _3} = 0,6\mu m;{\text{ }}{\lambda _4} = 0,7\mu m\). Những bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện đối với Kali?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có :

${\rm{A}} = \dfrac{{{\rm{hc}}}}{{{{\rm{\lambda }}_0}}}{\rm{}} \to {{\rm{\lambda }}_0} = \dfrac{{{\rm{hc}}}}{{\rm{A}}} = 0,552{\rm{\mu m}}$

Để gây ra hiện tượng quang điện thì bức xạ chiếu đến có bước sóng nhỏ hơn λ0 => bức xạ nào có thể gây ra hiện tượng quang điện là  λ1 và λ2

Câu 4 Trắc nghiệm

Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Năng lượng của photon ánh sáng: \(\varepsilon  = hf\) => có phụ thuộc vào tần số của ánh sáng.

Câu 5 Trắc nghiệm

Chọn câu phát biểu sai về photon:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau

Nhận thấy ánh sáng tím có bước sóng nằm trong khoảng từ $0,38\mu m - 0,42\mu m$

=> Phương án A: Ánh sáng tím có photon giống hệt nhau là sai

Câu 6 Trắc nghiệm

Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng vàng lần lượt là: εĐ, εL và εV. Sắp xếp chúng theo thứ tự năng lượng giảm dần là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có :  

$\left. \begin{gathered}\varepsilon  = hf = \frac{{hc}}{\lambda } \hfill \\{\lambda _{\text{D}}} > {\lambda _V} > {\lambda _L} \hfill \\\end{gathered}  \right\} \Rightarrow {\varepsilon _D} < {\varepsilon _V} < {\varepsilon _L}$

Câu 7 Trắc nghiệm

Trong chân không, ánh sáng tím có bước sóng \(0,38\mu m\) . Mỗi phôtôn của ánh sáng này mang năng lượng xấp xỉ bằng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Mỗi photon của ánh sáng tím mang năng lượng:

\(\varepsilon  = \dfrac{{hc}}{\lambda } = \dfrac{{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{38.10}^{-6}}}} = 5,{23.10^{ - 19}}J\)

Câu 8 Trắc nghiệm

Chọn câu trả lời đúng. Giới hạn quang điện của Natri là \(0,5\mu m.\) Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Ta có:

$A = \dfrac{{hc}}{{{\lambda _0}}} \Rightarrow \dfrac{{{A_{Zn}}}}{{{A_{Na}}}} = \dfrac{{{\lambda _{0Na}}}}{{{\lambda _{0Zn}}}} = 1,4 \Rightarrow {\lambda _{0Zn}} = 0,36\mu m$

Câu 9 Trắc nghiệm

Biết công thoát của các kim loại : canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Chiếu bức xạ có bước sóng \(0,33{\text{ }}\mu m\) vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện ngoài xảy ra với các kim loại nào sau đây ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Năng lượng của bức xạ chiếu vào bề mặt tấm kim loại

 \(\varepsilon  = \dfrac{{hc}}{\lambda } = 3,76eV\)

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì

\(\varepsilon  \geqslant A\)

Nhận thấy năng lượng photon của ánh sáng chiếu vào tấm kim loại lớn hơn công thoát của Kali và canxi. Do đó hiện tượng quang điện xảy ra đối với hai kim loại này.

Câu 10 Trắc nghiệm

Một chất quang dẫn có giới hạn quang điện là \(1,88\mu m\) . Lấy c = 3.108m/s. Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi chiếu vào chất này ánh sáng có tần số nhỏ nhất là

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Giới hạn quang điện của chất quang dẫn:

${\lambda _0} = 1,88\mu m = 1,{88.10^{ - 6}}m$

Tần số giới hạn quang điện của chất quang dẫn:

${f_0} = \dfrac{c}{{{\lambda _0}}} = 1,{596.10^{14}}Hz$

Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện trong:

$\lambda  \leqslant {\lambda _0} \Rightarrow f \geqslant {f_0} = 1,{596.10^{14}}Hz \Rightarrow {f_{\min }} = 1,{596.10^{14}}Hz$

Câu 11 Trắc nghiệm

Lần lượt chiếu vào catốt của một tế bào quang điện các bức xạ điện từ gồm các bức xạ có bước sóng \({\lambda _1} = {\text{ }}0,26\mu m\) và bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = {\text{ }}1,2{\lambda _1}\) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bứt ra từ catốt lần lượt là v1 và v2 với \({v_2} = {\text{ }}3{v_1}/4\) . Giới hạn quang điện \({\lambda _0}\)  của kim loại làm catốt nay là

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta giải hệ phương trình sau:

\(\left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = A + \frac{1}{2}mv_1^2 \hfill \\\frac{{hc}}{{{\lambda _2}}} = A + \frac{1}{2}mv_2^2 \hfill \\\end{gathered}  \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{gathered}\frac{{hc}}{{{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + {K_1} \hfill \\\frac{{hc}}{{1,2{\lambda _1}}} = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{9}{{16}}{K_1} \hfill \\\end{gathered}  \right. \Rightarrow {\lambda _0} = 0,42\mu m\)

Câu 12 Trắc nghiệm

Kim loại làm catốt của tế bào quang điện có công thoát A = 3,45eV. Khi chiếu vào 4 bức xạ điện từ có λ1 = 0,25 µm, λ2 = 0,4 µm, λ3 = 0,56 µm, λ4 = 0,2 µm thì bức xạ nào xảy ra hiện tượng quang điện

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Giới hạn quang điện của kim loại làm catot:

\({\lambda _0} = \dfrac{{hc}}{A} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{3,45.1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 0,36\mu m\)

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì: \(\lambda  \le {\lambda _0}\)

Vậy các bức xạ gây ra hiện tượng quang điện là λ1, λ4