Loading...

Hiện tượng quang điện. L12.6.1

HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI

Kết quả hình ảnh cho photoelectric effect

Yêu cầu:

– Hiểu được thế nào là hiện tượng quang điện ngoài và quang điện trong, các định luật quang điện và giải thích được các định luật quang điện.

– Nắm được phương trình Einstein, từ phương trình Einstein, tính được năng lượng của photon tới, công thoát, giới hạn quang điện, tính động năng ban đầu cực đại, vận tốc ban đầu cực đại, hiệu điện thế hãm dòng điện, điện thế cực đại của tấm kim loại.

– Tính số photon đập vào catot trong thời gian t khi cho công suất nguồn phát.

– Tính số electron bứt ra khỏi catot trong thời gian t khi cho cường độ dòng quang điện bão hòa.

– Tính hiệu suất lượng tử.

Nội dung:

Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)

           

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, l là tần số, bước sóng của ánh sáng (của bức xạ).

                m là khối lượng của photon

Hiện tượng quang điện

a. Công thức Anhxtanh

           

Trong đó:   là công thoát của kim loại dùng làm catốt

                 l0 là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt

                 v0max là vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện khi thoát khỏi catốt (đối với các e ngày phái ngoài bề mặt của K, khi công thoát là min)

                 f, l là tần số, bước sóng của ánh sáng kích thích

b. Để dòng quang điện triệt tiêu thì UAK £ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu điện thế hãm

            , e = 1,6. 10-19 (C)

c. Động năng cực đại của electron quang điện:

d. Vận tốc cực đại của electron quang điện:

BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1. Catot của một tế bào quang điện làm bằng xêdi có công thoát electron A = 1,89 eV. Chiếu vào catot một chùm sáng đơn sắc màu vàng có bước sóng λ = 0,589 μm và có công suất P = 0,625 W.

a.      Tìm giới hạn quang điện đối với catot đó.

b.      Tìm vận tốc ban đầu cực đại của electron thoát khỏi catot. Muốn tăng vận tốc cực đại này lên thì phải làm thế nào: tăng công suất của chùm sáng màu vàng hay thay bằng ánh sáng màu khác.

c.      Tìm hiệu điện thế hãm phải đặt vào giữa anot và catot để làm triệt tiêu dòng quang điện.

d.      Tìm số photon đập vào mặt catot trong một phút.

e.      Tìm cường độ dòng quang điện bão hòa, hiệu suất lượng tử H = 90%.

BÀI GIẢI

a.      Giới hạn quang điện:

b.      Theo công thức Anhxtanh ta có:

Vận tốc ban đầu cực đại của electron thoát khỏi catot không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại. Vậy muốn tăng vận tốc cực đại này lên thì ta thay bằng ánh sáng màu khác có bước sóng nhỏ hơn.

c.      Để làm triệt tiêu dòng quang điện ta phải đặt vào giữa anot và catot một hiệu điện thế hãm Uh với:

d.      Công suất phát xạ của chùm sáng:

 với np là số photon đập vào catot trong thời gian t:

 hạt

e.      Hiệu suất lượng tử là tỉ số giữa số electron bứt ra ne và số photon chiếu tới np:

Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = e.ne

Đ/s: a, 0,657 μm; b, 2,77.105 m/s; c, 0,22 V; d, 1,11.1020; e, 16 A

Bài 2. Chiếu một chùm sáng có bước sóng λ = 0,489 μm lên mặt catot của một tế bào quang điện, người ta thấy hiệu điện thế hãm để không có dòng quang điện là 0,39 V.

a.      Tìm giới hạn quang điện và công thoát electron của kim loại làm catot.

b.      Biết công suất của chùm sáng tới mặt catot là 12,5 W và cường độ dòng quang điên bão hòa bằng 0,05 A. Tìm hiệu suất của hiệu ứng quang điện.

BÀI GIẢI

a.      Theo công thức Anhxtanh ta có:

Công thoát: (J) = 2,15 eV

b.      Hiệu suất lượng tử là tỉ số giữa số electron bứt ra ne và số photon chiếu tới np:

Đ/s: a. A = 2,15 eV, λ0 = 0,578 μm; b, H = 1%

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Chọn đáp án đúng. Giới hạn quang điện phụ thuộc vào

    bước sóng ánh sáng chiếu vào catot.

    hiệu điện thế UAK của tế bào quang điện.

    bản chất kim loại làm catot.

    bước sóng ánh sáng chiếu vào catot.

  • (2)

    Vận tốc ban đầu cực đại của các quang eletron khi bứt khỏi kim loại phụ thuộc vào

    số phôtôn chiếu đến catốt trong một giây.

    kim loại dùng làm catốt.

    bước sóng của bức xạ tới.

    kim loại dùng làm catốt và bước sóng của bức xạ tới.

  • (3)

    Hiệu điện thế hãm Uh để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện không phụ thuộc vào

    cường độ chùm sáng kích thích.

    động năng ban đầu cực đại của êlectrôn.

    tần số f của ánh sáng chiếu vào.

    công thoát của electrôn khỏi kim loại đó.

  • (4)

    Dòng quang điện bão hoà xảy ra khi

    các electron có vận tốc ban đầu cực đại đều về anôt.

    số electrôn bật ra khỏi catốt bằng số phôtôn ánh sáng chiếu vào catốt.

    tất cả các êlectrôn thoát ra khỏi catốt trong mỗi giây đều về anốt.

    có bao nhiêu êlectrôn bay ra khỏi catốt thì có bấy nhiêu êlectrôn bay trở lại catốt.

  • (5)

    Chọn đáp án đúng. Giới hạn quang điện của Natri là 0,5m. Công thoát của Kẽm lớn hơn của Natri là 1,4 lần. Giới hạn quang điện của kẽm là

    0,63 m.

    0,36 μm.

    0,7 m.

    0,9 m.

  • (6)

    Công thoát của electron khỏi bề mặt nhôm bằng 3,45 eV. Để xảy ra hiện tượng quang điện nhất thiết phải chiếu vào bề mặt nhôm ánh sáng có bước sóng thoả mãn:

     = 0,36 μm.

    0,36 μm.

     >36 μm.

     < 0,26 μm.

  • (7)

    Khi chiếu bức xạ có tần số f = 2,538.1015Hz vào kim loại dùng catốt tế bào quang điện thì các electron bắn ra đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm Uh = 8V. Giới hạn quang điện của kim loại ấy là

    0,465 μm.

    0,590 μm.

    0,695 μm.

    0,495 μm.

  • (8)

    Công suất của nguồn sáng là P = 2,5W. Biết nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 0,3 μm. Số hạt phôtôn tới catốt trong một đơn vị thời gian bằng

    38.1017.

    46.1017.

    68.1017.

    58.1017.

  • (9)

    Kim loại làm catốt một tế bào quang điện có công thoát electron là A = 2,2eV. Chiếu vào tế bào quang điện bức xạ  = 0,44 μm. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron có giá trị bằng

    0,468.105m/s.

    0,468.106m/s.

    0,468.109m/s.

    0,468.10-7m/s.

  • (10)

    Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm và có công suất bức xạ là 15,9W. Trong 1 giây số phôtôn do ngọn đèn phát ra là

    4.1019.

    3.1020.

    5.1020.

    4.1020.

Loading...

Để lại một bình luận

Hãy trở thành người đầu tiên bình luận!

avatar
wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
MÔN: NGỮ VĂN – ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA, LẦN 2 NĂM 2016 – CHUYÊN VINH
MÔN: NGỮ VĂN – ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA, LẦN 2 NĂM 2016 – CHUYÊN VINH
 MÔN: NGỮ VĂN - ĐỀ THI THỬ THPT QUỐC GIA, LẦN 2 NĂM 2016 - CHUYÊN VINH         ...
Sự phá sản của chế độ thực dân Pháp
No img
SỰ PHÁ SẢN CỦA CHẾ ĐỘ THỰC DÂN PHÁPViệc thay đổi mối đây của chính phủ Poăngcarê đã không khỏi ...
Đề kiểm tra lý học kỳ 1 năm học 12/12/2014-2015 – Đáp án
Đề kiểm tra lý học kỳ 1 năm học 12/12/2014-2015 – Đáp án
Đáp án, có gì không rõ thì trao đổi với thầy Hải nhé.
10 TRƯỜNG HỌC, 1500 ĐẠI LÝ RƯỢU KẺ ĐẦU ĐỘC NGƯỜI BẢN XỨ
No img
10 TRƯỜNG HỌC, 1500 ĐẠI LÝ RƯỢUKẺ ĐẦU ĐỘC NGƯỜI BẨN XỨÔng Xarô tốt bụng, Bộ trưởng cấp tiến Bộ ...
Lý 12, kiểm tra học kì 1, Nhân Chính – Hà Nội, 2015-2016, có đáp án
Lý 12, kiểm tra học kì 1, Nhân Chính – Hà Nội, 2015-2016, có đáp án
Ôn tập 3 chương đầu tiên, mức độ đọc hiểu & vận dụng.CHÚC CÁC EM THÀNH CÔNG!!!