Giải Lý 12 SGK nâng cao Chương 7 Bài 44 Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Theo giả thuyết lượng từ của Plang thì năng lượng của.

    A. Mọi electron.

    B. Mọi nguyên tử.

    C. Phân tử mọi chất.

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

Hướng dẫn giải:

Theo giả thuyết lượng từ của Plang 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.

Theo thuyết photon của Anh – xtanh, thì năng lượng

    A. Của mọi photon đều bằng nhau.

    B. Của một photon bằng một lượng tử năng lượng.

    C. Giảm dần, khi photon càng rời xa nguồn.

    D. Của photon không phụ thuộc bước sóng.

Hướng dẫn giải:

Theo thuyết photon của Anh – xtanh: Trong chùm ánh sáng đơn sắc có tần số f thì mỗi phôtôn có một năng lượng không đổi là ε = h.f = hc/λ

Trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không, λ là bước sóng trong chân không của ánh sáng đang xét.

Chọn đáp án B.

Công thức Anh – xtanh về hiện tượng quang điện là:

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

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

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

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

Hướng dẫn giải:

Công thức Anh – xtanh về hiện tượng quang điện:

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

Chọn đáp án B.

Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng \(400\) nm vào catot bằng natri của một tế bào quang điện. biết giới hạn quang điện của natri là 0,50 μm, hãy tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.

Hướng dẫn giải:

Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện được tính bằng công thức Anh – xtanh:

\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{{mv_{0\max }^2}}{2}\\ \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {\frac{2}{m}\left( {\frac{{hc}}{\lambda } - \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}} \right)} \end{array}\)

Từ đó rút ra:

\(\begin{array}{l} {v_{0\max }} = \sqrt {\frac{{2.6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}}\left( {\frac{1}{{0,{{4.10}^{ - 6}}}} - \frac{1}{{0,{{5.10}^{ - 6}}}}} \right)} \\ \Rightarrow {v_{0\max }} = 0,{47.10^6}(m/s) \end{array}\)

Chiếu vào catot của một tế bào quang điện một chùm ánh sáng có bước sóng 0,330 μm. Biết rằng để triệt tiêu dòng quang điện phải đặt một hiệu điện thế hãm bằng 1,38 V giữa anot và catot. Hãy xác định công thoát của electron khỏi kim loại và giới hạn quang điện của kim loại làm catot.

Hướng dẫn giải:

Ta có: 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 được tính bằng công thức Anh – xtanh:

\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = A + {E_{d0\max }} \Leftrightarrow \frac{{hc}}{\lambda } = A + e\left| {{U_h}} \right|\\ \Rightarrow A = \frac{{hc}}{\lambda } - e\left| {{U_h}} \right|\\ = \frac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{33.10}^{ - 6}}}} - 1,{6.10^{ - 19}}.1,38\\ = 3,{815.10^{ - 19}}(J) \end{array}\)

Giới hạn quang điện của kim loại làm catot:

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

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 12 Chương 7 Bài Bài 44 Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 12 học tập thật tốt!