Phương pháp giải bài tập về Hiện tượng quang điện môn Vật Lý 12 năm 2021

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

 

- Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)

\(\varepsilon  = hf = \frac{{hc}}{\lambda } = m{c^2}\)

Trong đó h = 6,625.10^-34 Js là hằng số Plăng; c = 3.10⁸m/s là vận tốc ánh sáng trong chân không. f, λ là tần số, bước sóng của ánh sáng (của bức xạ).

- Công thoát của e ra khỏi kim loại :

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{A = \frac{{hc}}{{{\lambda _o}}};}\\
{\left[ A \right] = J,eV;}\\
{1eV = 1,{{6.10}^{ - 19}}J.}
\end{array}\)

Giới hạn quang điện của kim loại (λ₀)

- Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ngoài:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{hc}}{\lambda } = A + \frac{1}{2}mv_0^2;}\\
{\frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2;}\\
{{{\rm{W}}_{d\max }} = \frac{1}{2}mv_0^2 = e.\left| {{U_h}} \right|.}
\end{array}\)

- Điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện :

\(\varepsilon  \ge A \Leftrightarrow f \ge {f_0} \Leftrightarrow \lambda  \le {\lambda _0}\)

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 λ_o = 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:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2}\\
{ \Rightarrow {v_0} = \sqrt {\frac{{2hc}}{m}(\frac{1}{\lambda } - \frac{1}{{{\lambda _0}}})}  = 3,{{82.10}^5}m/s}
\end{array}\)

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 V_max hoặc |U_h| lớn nhất theo bức xạ có năng lượng lớn nhất (tức là có bước sóng nhỏ nhất).

- Vì λ₁ < λ₂, Nên khi tính V_max ta tính theo λ₁

- Áp dụng công thức:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{1}{2}mv_0^2}\\
{ \Rightarrow {v_0} = \sqrt {\frac{{2hc}}{m}(\frac{1}{\lambda } - \frac{1}{{{\lambda _0}}})}  = 3,{{82.10}^5}m/s}
\end{array}\)

Câu 1. Catốt của một tế bào quang điện làm bằng vônfram. Biết công thoát của êlectrôn đối với vônfram là 7,2.10^-19 J. Giới hạn quang điện của vônfram bằng

A. 0,475 µm .                            B. 0,375 µm .                    

C. 0,276 µm .                            D. 0,425 µm .

Câu 2: Công thoát êlectrôn của một kim loại là 7,64.10^-19 J. Chiếu lần lượt vào bề mặt tấm kim loại này các bức xạ có bước sóng λ₁ = 0,18 µm, λ₂= 0,21 µm, λ₃= 0,35 µm. Bức xạ nào gây được hiện tượng quang điện đối với kim loại đó?

A. Ba bức xạ                     

B. Chỉ có bức xạ

C. Hai bức xạ                    

D. Không có bức xạ.

Câu 3. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,36µm, công thoát e của kẽm lớn hơn natri 1,4 lần. Giới hạn quang điện của natri là

A. 0,257µm.                        B. 2,57µm.                         

C. 0,504µm.                        D. 5,04µm.

Câu 4.  Cho công thoát êlectron của kim loại là A = 2eV. Bước sóng giới hạn quang điện của kim loại là:

A. 0,625µm                         B. 0,525                             

C. 0,675µm                         D. 0,585µm

Câu 5. Chọn câu Đúng. Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm, thì:

A. tấm kẽm mất dần điện tích dương.                       

B. Tấm kẽm mất dần điện tích âm.

C. Tấm kẽm trở nên trung hoà về điện.                    

D. điện tích âm của tấm kẽm không đổi.

Câu 6. Chọn câu trả lời Đúng. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:

1. bước sóng của ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại.
2. Công thoát của các êléctron ở bề mặt kim loại đó.
3. Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện kim loại đó.
4. là giá trị năng lượng tối thiểu để gây ra hiện tượng quang điện.

Câu 7: Để gây được hiệu ứng quang điện, bức xạ dọi vào kim loại được thỏa mãn điều kiện nào?

A. Tần số lớn hơn giới hạn quang điện.

B. Tần số nhỏ hơn giới hạn quang điện.

C. Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện.

D. Bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện.

Câu 8. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang điện?

1. Là hiện tượng hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào nó.
2. Là hiện tượng hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại khi tấm kim loại bị nung nóng.
3. Là hiện tượng hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại bị nhiễm điện do tiếp xúc với một vật nhiễm điện khác.
4. Là hiện tượng hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại do bất kỳ nguyên nhân nào khác.

Câu 9. Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 m. Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này bằng

A. 2,65.10^-19J.                    B. 26,5.10^-19J.                   

C. 2,65.10^-32J.                    D. 26,5.10^-32J.

Câu 10. Chọn câu Đúng. Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng….

A. của mọi êléctron          

B. của một nguyên tử     

C. của một phân tử      

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

..

ĐÁP ÁN

1C

2C

3C

4D

5D

6C

7D

8A

9A

10D

11B

12C

14C

15D

16C

 

-(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập về Hiện tượng quang điện môn Vật Lý 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.