CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP VỀ
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Công thức xác định năng lượng phôtôn:
\(\varepsilon = h.f = \frac{{hc}}{\lambda }\)
- Công thoát:
\(\begin{array}{l} A = \frac{{hc}}{{{\lambda _o}}};\\ \left[ A \right] = J,eV;\\ 1eV = {1,6.10^{ - 19}}J. \end{array}\)
- Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ngoài:
\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = A + \frac{1}{2}mv_0^2;\\ \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2;\\ {{\rm{W}}_{d\max }} = \frac{1}{2}mv_0^2 = e.\left| {{U_h}} \right|. \end{array}\)
- Định lý động năng:
\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_{d0}} + U.q({U_{AK}} > 0);\\ {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_{d0}} - U.q({U_{AK}} < 0). \end{array}\)
- Để triệt tiêu dòng quang điện thì không còn e quang điện trở về Anot. Cũng có nghĩa là Wđ =0 hoặc e đã bị hút ngược trở lại catot.
\( \Rightarrow \left| U \right|q \ge {{\rm{W}}_{d0}} = \frac{1}{2}mv_0^2\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một ngọn đèn ra pha ánh sáng màu đỏ có bước sóng λ= 0,7 μm. Hãy xác định năng lượng của photon ánh sáng.
A. 1,77 MeV B. 2,84 MeV C. 1,77 eV D. 2,84 eV
Giải
Ta có:
\(\varepsilon = \frac{{hc}}{\lambda } = 1,77eV\)
Ví dụ 2: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λo = 0,6 μm, được chiếu sáng bởi bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm. Hãy xác định vận tốc cực đại của e quang điện.
A. 3,82.105m/s B. 4,57.105 m/s
C. 5,73.104m/s D. Hiện tượng quang điện Không xảy ra.
Giải
Áp dụng công thức:
\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2\\ \Rightarrow {v_0} = \sqrt {\frac{{2hc}}{m}(\frac{1}{\lambda } - \frac{1}{{{\lambda _0}}})} = {3,82.10^5}m/s \end{array}\)
Ví dụ 3: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λo = 0,6 μm, được chiếu sáng bởi 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0,5 μm và λ2 = 0,55 μm. Hãy xác định vận tốc cực đại của e quang điện.
A. 3,82.105 m/s B. 4,57.105 m/s
C. 5,73.104 m/s D. Hiện tượng quang điện không xảy ra
Giải
- Khi tấm kim loại bị chiếu sáng bởi 2 hay nhiều bức xạ khác nhau thì khi tính Vmax hoặc |Uh| lớn nhất theo bức xạ có năng lượng lớn nhất (tức là có bước sóng nhỏ nhất).
- Vì λ1 < λ2, Nên khi tính Vmax ta tính theo λ1
- Áp dụng công thức:
\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2\\ \Rightarrow {v_0} = \sqrt {\frac{{2hc}}{m}(\frac{1}{\lambda } - \frac{1}{{{\lambda _0}}})} = {3,82.10^5}m/s \end{array}\)
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 3,68.10-19J. Khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt hai bức xạ: bức xạ (I) có tần số 5.1014 Hz và bức xạ (II) có bước sóng 0,25 m thì
A. bức xạ (II) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (I) gây ra hiện tượng quang điện.
B. cả hai bức xạ (I) và (II) đều không gây ra hiện tượng quang điện.
C. cả hai bức xạ (I) và (II) đều gây ra hiện tượng quang điện.
D. bức xạ (I) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (II) gây ra hiện tượng quang điện.
Câu 2: Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 0,5 µm. Lấy h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s và me = 9,1.10-31 kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng
A. 2,29.104 m/s.
B. 9,24.103 m/s.
C. 9,61.105 m/s.
D. 1,34.106 m/s.
Câu 3: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 1,88 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là
A. 550 nm.
B. 220 nm.
C. 1057 nm.
D. 661 nm.
Câu 4: Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng kích thích có bước sóng λ1 = 600μm thì hiệu điện thế hãm là U1. Thay bằng ánh sáng có λ2 = 450μm thì hiệu điện thế hãm U2 = 2U1. Công thoát A0 của kim loại là
A. 1,5eV.
B. 1,4eV.
C. 2eV.
D. 2,208.10-19J.
Câu 5: Chiếu bức xạ có λ = 0,25μm vào tấm kim loại cô lập, quang êlectron bắn ra có động năng ban đầu cực đại là 1,8975eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là
A. 0,6μm.
B. 0,5μm.
C. 0,416μm.
D. 0,445μm.
...
---(Nội dung đề và đáp án Bài tập trắc nghiệm tiếp theo, các em vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Giải bài tập về Hiện tượng quang điện môn Lý 12 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
