các dạng bài tập lượng tử ánh sáng

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC

VẤN ĐỀ 1 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN -
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.
D
ạ
ng 1  : X¸c ®Þnh c¸c ®¹i lîng ®Æc trng cña hiÖn tîng quang ®iÖn.
• Phôtôn có tần số f:
- năng lượng ε = hf = h
λ
c
.
- động lượng ρ =
λ
ε
h
c
=
.
- khối kượng m =
2
c
ε
.
• Hiện tượng quang điện:
- Phương trình Anh-xtanh ε = hf =
2
2
max0
mv

A +
- Giới hạn quang điện λ
0
=
A
hc
.
- Hiệu điện thế hãm
2
max0
2
1
mveUUe
hAK
==
.
• CHÚ Ý: Đơn vị năng lượng thường dùng là electron-vôn (eV)
1eV = 1,6.10
-19
J.
Ví dụ 1.1: Tính năng lượng, động lượng và khối lượng của photôn ứng với các bức xạ điện
từ sau đây:
a) Bức xạ đỏ có λ = 0,76 μm.
b) Sóng vô tuyến có λ = 500 m.
c) Tia phóng xạ γ có f = 4.10
17
KHz.
d) Cho biết c = 3.10
8
m/s ; h = 6,625.10

-34
J.s
Hướng dẫn
a) Bức xạ đỏ có λ = 0,76 μm.
- Năng lượng:
ε = hf =
)(10.15,26
10.76,0
10.3.10.625,6
20
6
834
J
−
−
−
=

- Động lượng:
ρ =
)/.(10.72,8
28
smkg
c
−
=
ε
.
- Khối lượng:
m =

2
c
ε
= 2,9.10
-36
(kg).
3
b) Sóng vô tuyến có λ = 500 m.
Tương tự, ta có:
- Năng lượng:
ε = hf =
)(10.975,3
28
J
−
- Động lượng:
ρ =
)/.(10.325,1
36
smkg
c
−
=
ε
.
- Khối lượng:
m =
2
c
ε

= 4,42.10
-45
(kg).
c) Tương tự:
- Năng lượng:
ε = hf = 26,5.10
-14
(J).
- Động lượng:
ρ =
)/.(10.8,8
22
smkg
c
−
=
ε
.
- Khối lượng:
m =
2
c
ε
= 0,94.10
-31
(kg).
Ví dụ 1.2: Catot của tế bào quang điện làm bằng đồng, công thoát khỏi đồng là 4,47 eV.
Cho biết: h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10

8
(m/s) ; e = 1,6.10
-19
(C).
a. Tính giới hạn quang điện của đồng.
b. Chiếu đồng thời 2 bức xạ điện từ có bước sóng λ
1
= 0,210 (μm) và
λ
2
= 0,320 (μm) vào catot của tế bào quang điện trên, phải đặt hiệu
thế hãm bằng bao nhiêu để triệt tiêu dòng quang điện.
Hướng dẫn
a) Tính λ
0
.
Giới hạn quang điện của đồng:
λ
0
=
(278,0
10.6,1.47,4
10.3.10.625,6
19
834
==
−
−
A
hc

μm).

b) Tính U
h
.
λ
1
< λ
0
< λ
2
do đó chỉ có λ
1
gây

ra hiện tượng quang điện.
Điều kiện để dòng quang điện triệt tiêu hoàn toàn:
maxđhAK
WeUUe >=
.
)(446,1
1
max
VA
hc
ee
W
U
đ
h

=






−=>
λ
Ví dụ 1.3: Công thoát của êlectron đối với đồng là 4,47 eV.
a. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,14 (μm) vào một quả cầu bằng đồng cách li với
vật khác thì tích điện đến hiệu điện thế cực đại là bao nhiêu ?
b. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ' vào quả cầu bằng đòng cách ly cới các vật khác thì
quả cầu đạt hiệu điện thế cực đại 3 (V). Tính λ' và vận tốc ban đầu của các êlectron quang điện.
Cho biết : h = 6,626.10
-34-
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s) ; m
e
= 9,1.19
-31
(kg).
4
Hướng dẫn
a. Điện thế cực đại V
max
của quả cầu bằng đồng.
Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ đến quả
cầu bằng đồng cách ly với các vật khác,

các êlectron quang điện được bứt ra khỏi
quả cầu, điện tích dương của quả cầu tăng
dần nên điện thế V của quả cầu
tăng dần ( Hình 1.2) .
Điện thế V đạt giá trị cực đại khi các
êlectron quang điện bứt ra khỏi quả
cầu đều bị điện trường kéo trở lại. + +
Định lý động năng : + + v
0


maxmax
2
0
2
1
eVA
hc
hayeVmv =−=
λ
+ +
Suy ra : V
max
=
)(402,4 V
e
A
hc
=
−

λ
. Hình 1.2
b. Tính λ' và v'
0.
Tương tự:
2'
0
'
max
'
VeVA
hc
==−
λ
Suy ra:
)(166,0
'
'
max
m
eVA
hc
µλ
=
+
=
.
Và: v'
0
=

)/(10.027,1
'2
6
max
sm
m
eV
e
=
.
D¹ng 2  : C«ng suÊt vµ hiÖu suÊt cña hiÖn tîng quang ®iÖn.
• Công suất của nguồn : P = n
λ
.ε.
(n
λ
là số photon tương ứng với bức xạ λ phát ra trong 1 giây).
• Cường độ dòng điện bão hoà : I
bh
= n
e
.e .
( n
e
là số electron quang điện từ catot đến anot trong 1 giây).
• Hiệu suất quang điện : H =
λ
n
n
e

.
Ví dụ 1.4: Kim loại làm catot của tế bào quang điện có giới hạn quang điện 0,32 (μm). Chiếu
ánh sáng có bước sóng 0,25 (μm) vào catot của tế bào quang điện trên.
Cho biết : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s) ; m
e
= 9,1.10
-31
(kg) ;
-e = -1,6.10
-19
(C).
a) Tính vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện.
b) Biết rằng các electron thoát ra đều bị hút về anot, cường độ dòng quang điện bão hoà bằng
0,7 mA. Tính số electron thoát ra khỏi catot tronh mỗi giây.
Hướng dẫn
Ta co:
2
max0
2
1
mvUe
AK
=
.
5
Phương trình Anh-xtanh :

λ
hc
=
2
2
max0
mv
A +
= A + eU
h
.
Theo điều kiện bài toán, ta có:


( )
sJ
c
UUe
h
eUA
hc
eUA
hc
hh
h
h
.10.433,6
11
)(
34

12
12
2
2
1
1
−
=








−
−
=⇔







+=
+=
λλ
λ

λ
.
Ví dụ 1.5: Công thoát của êlectron đối với Natri là 2,48 (eV). Catot của tế bào quang điện làm
bằng Natri được chiếu sáng bởi bức xạ có bước sóng λ

= 0,36 (μm) thì có dòng quang điện bão
hoà I
bh
= 50 (mA).
Cho biết : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10 (m/s) ; m
e
= 9,1.10
-31
(kg) ;
- e = - 1,6.10
-19
(C).
a) Tính giới hạn quang điện của Natri.
b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện.
c) Hiệu suất quang điện bằng 60%, tính công suất của nguồn bức xạ chiếu vào catôt.
Hướng dẫn
a) Tính λ
0
.
Giới hạn quang điện : λ
0
=
(5,0=

A
hc
μm).
b) Tính v
0
.
Phương trình Anh-xtanh :
λ
hc
=
2
2
max0
mv
A +
.
Suy ra
( )
smA
hc
m
v
e
/10.84,5
2
5
max0
=







−=
λ
c) Tính P.
Ta có I
bh
= n
e
.e suy ra n
e
=
e
I
bh
.
P = n
λ
.ε suy ra n
λ
=
ε
P
.

λ
n
n

H
e
=
do đó
29,0
.
≈=
λ
He
hcI
P
bh
(W).
D¹ng 3  : øng dông cña hiÖn tîng quang ®iÖn ®Ó tÝnh c¸c h»ng sè h, e, A.

• Áp dụng các công thức:
- Năng lượng của phôtôn : ε = hf = h
λ
c
.
- Phương trình Anh-xtanh : ε =
2
2
max0
mv
A +
.
6
- Hiệu điện thế hãm :
2

max0
2
1
mveUUe
hAK
==
.
Ví dụ 1.6: Khi chiếu một chùm sáng vào một kim loại thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Nếu
dùng hiệu điện thế hãm bằng 3 (V) thì các êlectron quang điện bị giữ lại không bay sang anot
được. Cho biết giới hạn quang điện của kim loại đó là : λ
0
= 0,5 (μm) ; h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c =
3.10
8
(m/s) ; -e = -1,6.10
-19
(C). Tính tần số của chùm ánh sáng tới kim loại.
Hướng dẫn
Các êlectron quang điện bị giữ lại hoàn toàn không qua được anot nên :
2
max0
2
1
mveUUe
hAK
==
Phương trình Anh-xtanh : hf = A +
2

max0
2
1
mv
.
Hay hf = eU
h
+ A = eU
h
+
0
λ
hc
Suy ra f =
0
λ
c
h
eU
h
+
.
Thay số, ta được :
)(10.245,13
10.5,0
10.3
10.625,6
3.10.6,1
14
6

8
34
19
Hzf =+=
−−
−
.
Ví dụ 1.7: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,35 (μm) vào một kim loại, các êlectron kim quang điện
bắn ra đều bị giữ lại bởi một hiệu điện thế hãm. Khi thay chùm bức xạ có bước sóng giảm 0,05
(μm) thì hiệu điện thế hãm tăng 0,59 (V). Tính điện tích của êlectron quang điện.
Cho biết : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s).
Hướng dẫn
Ta có
λ
hc
=
2
2
max0
mv
A +
= A + eU
h
( Phương trình Anh-xtanh)
Theo điều kiện bài toán:








∆++=
∆−
+=
)( UUeA
hc
eUA
hc
h
h
λλ
λ
Với
U
∆
= 0,59 (V) và
λ
∆
= 0,05 (μm).
Suy ra
)(10.604,1
11
19
C
U

hc
e
−
=






∆−
−
∆
−=
λλλ
.
Vý dụ 1.8  : Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ
1
= 0,405 (μm), λ
2
= 0,436 (μm) vào bề
mặt của một kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng U
h1
= 1,15 (V); U
h2
= 0,93 (V).
Cho biết : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8

(m/s) ; e = 1,6.10
-19
(C).
Tính công thoát của kim loại đó.
7
Hướng dẫn
Ta có:
λ
hc
=
2
2
max0
mv
A +
= A + eU
h
( Phương trình Anh-xtanh)
Theo điều kiện bài toán:







∆++=
∆−
+=
)( UUeA

hc
eUA
hc
h
h
λλ
λ
Suy ra :
( )
)(92,1
11
2
1
21
21
eVUUehcA
hh
=






+−









+=
λλ
.
D¹ng 4: Tia R¬n - ghen .
Phương pháp:
• Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơn-ghen phát ra từ ống Rơn-ghen.
2
2
1
mv
hc
h
Min
fMaz
==
λ
. (v là vận tốc êlectron đập vào catôt) .
• Công của lực điện :
2
2
1
mvve =
.
Ví dụ 1.9  : Trong một ống Rơn-ghen. Biết hiệu điện thế giữa anôt va catôt là U = 2.10
6
(V).
Hãy tìm bước sóng nhỏ nhất λ

min
của tia Rơn- ghen do ống phát ra?
Hướng dẫn
Ta có : E
đ
=
2
2
1
mv
= eU.
Khi êlectron đập vào catôt : Ta có : ε ≤ eU.
=> hf =
eU
hc
eU
hc
≥⇒≤
λ
λ
.
Vậy bước sóng nhỏ nhất của tia Rơn-ghen là : λ
min
=
eU
hc
.
Thay số : U = 2.10
6
= 20.10

3
(V) ; h = 6,625.10
-34
(J.s)
e = 1,6.10
-19
(C) ; c = 3.10
8
(m/s).
Vậy :
λ
min
=
)(62,0)(10.62,0
10.3.10.6,1
10.3.10.625,6
12
819
834
pmm ==
−
−
−
.
VẤN ĐỀ 2 THUYẾT BO VÀ QUANG PHỔ CỦA HIĐRÔ
A. TÓM TẮT KIẾN THỨC
8
1. Mẫu nguyên tử Bo.
• Trạng thái dừng.
- Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định E

n
gọi là các trạng thái dừng.
- Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử khong bức xạ hoặc hấp thụ năng lượng.
- Trong trạng thái dừng, êlectron chuyển động quanh hạt nhân theo các quỹ đạo dừng có bán kính r =
r
0
.n
2
, với r
0
= 0,53 Ǻ là bán kính quỹ đạo K (gần hạt nhân nhất), n là số nguyên.
• Bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử.
- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao E
m
sang trạng thái dừng có năng lượng
thấp E
n
< E
m
nó phát ra một phôtôn có năng lượng ε = E
m
- E
n
= hf (f là tần số ánh sáng ứng với phôtôn đó).
- Ngược lại nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E
n
mà hấp thụ một phôtôn có năng
lượng hf đúng bằng E
m
- E

n
thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E
m
> E
n
.
E
m
Hấp thụ hf phát xạ hf

E
n
2. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô.
• Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hiđrô
- Dãy Lai-man có các vạch trong vòng tử ngoại.
- Dãy Ban-me có các vạch trong vòng tử ngoại và một số vạch trong miền ánh sáng thấy được; vạch đỏ
(H
α
), vạch lam (H
β
), vạch chàm (H
γ
), vạch tím (H
δ
).
- Dãy Pa-sen có các vạch trong miền hồng ngoại.

P
O
N

M

L
H
α
H
β
H
γ
H
δ

K
Dãy Lai-man Dãy Ban-me Dãy Pa-sen
• Mẫu nguyên tử Bo giải thích được quang phổ vạch của nguyên tử Hiđrô.
- Dãy Lai-man được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K.
- Dãy Ban-me được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L.
- Dãy Pa-sen được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M.
9
3. Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
• Các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ… ánh sáng thể hiện bản chất sóng. Các hiện tượng quang điện… ánh
sáng thể hiện bản chất hạt. Vậy ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
• Tính chất sóng thể hiện rõ với ánh sáng có bước sóng dài, tính chất hạt mờ nhạt.
• Tính chất hạt thể hiện rõ với ánh sáng có bước sóng ngắn, tính chất hạt mờ nhạt.
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.
D¹ng 1: MÉu nguyªn tö Bo.
• Năng lượng của nguyên tử gồm đọng năng của êlectron cà thế năng tương tác giữa êlectron và hạt
nhân.
- Năng lượng của nguyên tử hiđrô :
E

n
=
)(
6,13
2
eV
n
−
n là lượng tử số
n = 1, 2, 3,… ứng với K, L, M…
- Nguyên tử tồn tại lâu dài ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng thấp nhất.
n = 1 => E
1
= - 13,6 (eV).
- Bán kính của các quỹ đạo dừng.
r
n
= n
2
r
1
.
r
1
= 5,3.10
-11
(m) là bán kính nhỏ nhất của nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
• Tần số của phôtôn bức xạ .
f =
h

EE
c
nm
−
=
λ
E
m
> E
n
.
Ví dụ 2.1: Bán kính quỹ đạo Bo thứ nhất là r
1
= 5,3.10
-11
m. Tính vận tốc v
1
, động năng, thế năng
và năng lượng E
1
của êlectron trên quỹ đạo Bo thứ nhất. Cho biết êlectron có khối lượng m =
9,1.10
-31
(kg) và diện tích -e = -1,6.10
-19
(C). biết thế năng tương tác của nguyên tử Hiđro được
tính theo công thức : W
t
=k.e
2

/r
0
Hướng dẫn
Lực Cu-lông giữa hạt nhân với electron là lực
hướng tâm.

1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
r
v
m
r
e
k
r
v
mF
r
e
kF

ht
c
=⇒







=
=
.
Suy ra : v
1
= e
)/(10.85,21
5
1
sm
mr
k
=
.
Động năng của êlectron :
W
đ
=
)(6,13)(10.7227,21
2

1
192
1
eVJmv ≈≈
−
.
Thế năng tương tác giữa hạt nhân với êlectron. Hình 2.1
W
t
= -k
).(2,27
1
2
eV
r
e
−=

Năng lượng của êlectron trên quỹ đạo Bo thứ nhất :
10
W = W
đ
+ W
t
= -13,6 (eV).
Ví dụ 2.2: Nguyên tử hiđrô gồm một hạt nhân và một êlectron quay chung quanh hạt nhân này.
Bán kính quỹ đạo dừng thứ nhất là r
1
= 5,3.10
-11

(m).
a. Tính vận tốc và số vòng quay của êlectron trong 1 giây.
b. Tính vận tốc, động năng, thế năng và năng lượng của êlectron trên quỹ đạo thứ hai.
Cho biết m
e
= 9,1.10
-31
(kg) ; -e = -1,6.10
-19
(C).
Hướng dẫn
a. Tính v
1
, n
1
.
Lực Cu-lông giữa hạt nhân với êlectron là lực hướng tâm.

1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2

r
v
m
r
e
k
r
v
mF
r
e
kF
ht
c
=⇒







=
=
suy ra v
1
= e
)/(10.2,2
6
1

sm
mr
k
=
.
Ta có v
1
= r
1
.2
π
n
1
suy ra n
1
=
)/(10.6,6
2
15
1
1
1
svòng
r
v
n ==
π
.
b. Tính v
2

, W
đ2
, W
t2
, W
2
.
ta có r
2
= 4r
1
= 2,12.10
-10
(m).
Tương tự ví dụ 1.1 :
v
2
= e
)/(10.093,1
6
2
sm
mr
k
≈
.
W
đ2
=
)(396,3

2
1
2
2
eVmv =
.
W
t2
= -k
)(792,6
2
2
eV
r
e
−=
.
W
2
= W
đ2
+ W
t2
= -3,396 (eV).
Ví dụ 2.3: Êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ mức năng lượng thứ 3 về mức năng lượng
thứ nhất. Tính năng lượng phôtôn phát ra và tần số của phôtôn đó. Cho biết năng lượng của
nguyên tử hiđro ở mức năng lượng thứ n là E
n
= -
)(

6,13
2
eV
n
. Hằng số Plăng h = 6,625.10
-34
(J.s)
Hướng dẫn
Tính
∆
E và f của phôtôn.
Năng lượng của phôtôn phát ra :

)(088,12
1
1
3
1
6,13
22
13
eVEEE =






−−=−=∆
.

Tần số dao động của phôtôn :
f =
)(10.92,2
15
Hz
h
E
≈
∆
.
D¹ng 2: Quang phæ v¹ch cña nguyªn tö hi®r«.
11
• Áp dụng công thức
hc
EE
nm
mn
−
=
λ
1
với m > n .
• Chú ý: Khi nguyên tử ở trạng thái kích thích, bước sóng của các dãy :
- Dãy Lai-man ứng với n = 1 và m = 2; 3;…
Vạch đầu của dãy có bước sóng λ
21
.
- Dãy Ban-me ứng với n = 2 và m = 3; 4;…
Vạch đầu của dãy có bước sóng λ
Hα

= λ
32
.
- Dãy Pa-sen ứng với n = 3 và m = 4; 5;…
Vạch đầu của dãy có bước sóng λ
43
.
Khi nghiên cứu quang phổ của hiđrô, Ban-me đã lập được công thức tính bước sóng của các vạch quang
phổ :






−=
22
111
mn
R
λ
Với m, n là những số nguyên dương m > n và R là hằng số Rit-be.
Ví dụ 2.4: Trong quang phổ hiđrô, bươc sóng λ (μm) của các vạch quang phổ như sau:
Vạch thứ nhất của dãy Lai-man λ
21
=0,1216
Vạch H
α
của dãy Ban-me λ
Hα

= 0,6563
Vạch đầu của dãy Pa-sen λ
43
= 1,8751
Tính bước sóng của hai vạch quang phổ thứ hai, thứ ba của dãy Lai-man và của vạch H
β
.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức :
hc
EE
nm
mn
−
=
λ
1
với m > n .
Dãy Lai-man :

2132
12
2313
31
111
λλλ
+=
−
+
−

=
−
=
hc
EE
hc
EE
hc
EE
suy ra λ
31
= 0,1026 (μm).

324342
111
λλλ
+=
suy ra λ
42
= 0,4861 (μm).
Ví dụ 2.5: Khi kích thích nguyên tử hiđro ở trạnh thái cơ bản, bán kính quỹ đạo dừng của
êlectron tăng lên 9 lần. Tính các bước sóng của các bức xạ mà nguyên tử hiđro có thể phát ra sau
đó, biết rằng năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô là E
n
=
)(
6,13
2
eV
n

−
với n =
1;2;….
Cho : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s).
Hướng dẫn
Nguyên tử hiđro ở trạng thái kích thích, êlectron ở trạng thái dừng ứng với n
2
= 9 => n = 3.
Sau đó electron trở về lớp trong có thể phát ra các bức xạ có bước sóng λ
31
; λ
32
; λ
21
như hình 2.2
• Dãy Lai-man . M
12

)(121,0
1
)(103,0
1
21
12
21
31

13
31
m
hc
EE
m
hc
EE
µλ
λ
µλ
λ
=⇒
−
=
=⇒
−
=
λ
32
L
K
λ
31
λ
21

• Dãy Ban-me .

)(657,0

1
32
23
32
m
hc
EE
µλ
λ
=⇒
−
=
hình 2.2
C. LUYỆN TẬP
BÀI TẬP TỰ LUẬN ( BẠN ĐỌC TỰ GIẢI).
Câu 1: Chiếu chùm bức xạ có bước sóng λ = 0,2 (μm) vào một tấm kim loại, các êlectron quang điện bắn racos
động năng cực đại bằng 5 (eV). Khi chiếu vào tấm kim loại đó 2 bức xạ có bước sóng λ
1
= 1,6 (μm) và λ
2
= 0,1
(μm) thì có hiện tượng quang điện xảy ra không ? Nếu có, hãy tính động năng cực đại của các êlectron quang
điện bắn ra.
Cho h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s).
Câu 2: Chiếu một chùm sáng có tần số f = 7.10
8

(Hz) lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và kali. Giới hạn quang
điện của nhôm là λ
01
= 0,36 (μm), của kali là λ
02
= 0,55 (μm).
a. Tính bước sóng của chùm ánh sáng đó.
b. Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi chiếu chùm ánh sáng đó vào bản nhôm và bản kali. Tính vận tốc ban đầu cực
đại của êlectron quang điện khi bứt ra khỏi bản kim loại.
Cho biết : h = 6,625.10
-34
(J.s) ; c = 3.10
8
(m/s) ; m
e
= 9,1.10
-31
(kg).
Câu 3: Khi nghiên cứu quang phổ hiđrô, Ban-me đã lập công thức tính bước sóng của các vạch quang phổ :






−=
22
111
mn
R

λ
với m , n là những số nguyên dương, n = 1 cho dãy Lai-man, n = 2 cho dãy Ban-me, m = n +1,
n + 2,… R = 1,09737.10
7
(m
-1
) cho hằng số Rit-be. Hãy kiểm lại rằng công thức này cho ta tính bước sóng các
vạch H
α
, H
β
, H
γ
, H
δ
của dãy Ban-me.
Câu 4: Lần lượt chiếu hai bức xạ có tần số f
1
= 75.10
13
(Hz) và f
2
= 39.10
13
(Hz) vào bề mặt một
tấm kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng là U
1
= 2 (V) và U
2
= 0,5 (V). Tính hằng số P-lăng.

Cho biết : c = 3.10
8
(m/s) ; e = 1,6.10
-19
(C)
Câu 5: Lần lượt chiếu hai bức xạ có tần số f
1
= 0,75.10
15
(Hz) và f
2
= 0,5.10
15
(Hz) vào bề mặt của Natri và đo hiệu
điện thế hãm tương ứng U
1
= 1,05 (V) và U
2
= 0,03 (V). Tính công thoát ra của Natri.
Cho biết: h = 6,625.10
-34
(J.s).

13
Câu 6: Lần lượt chiếu hai bức xạ có tần số f
1
= 9,375.10
14
(Hz) và f
2

= 5,769.10
14
(Hz) vào một tấm kim loại làm
catôt của tế bào quang điện, người ta đo được tỉ số các vận tốc ban đầu của các êlectron quang điện bằng 2. Tính
công thoát ra của kim loại đó.
Cho biết: h = 6,625.10
-34
(J.s).
Câu 7: trong chùm tia Rơn-ghen phát ra từ một ống Rơn-ghen, người ta thấy những tia có tần số lớn nhất bằng f
max
=5.10
8
(Hz).
i. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của ống và động năng cực đại của
electron đập vào đôi catôt.
ii. Trong 2 giây người ta xác định được có 10
18
electron đập vào đôi catôt.
Tính cường độ dòng điện qua ống.
iii. Đôi catôt được làm nguội bằng dòng nước chảy luôn bên trong \. Nhiệt độ ở lối ra cao hơn ở lối vào là
10
0
C. Tính lưu lượng theo đơn vị m
3
/s của dòng nước đó. Xem gần đúng rằng 100% động năng của chùm electron
đều chuyển thành nhiệt độ làm nóng đôi catôt.
Cho : nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của nước là c = 4186 (J/kgK), D = 10
3
(kg/m
3

) ; khối lượng
riêng và điện tích của electron là m =
9,1.10
-31
(kg), e = 1,6.10
-19
(C) ; hằng số Plank h = 6,625.10
-34
(J.s).

Câu 8: Công thoát của êlectron khỏi đồng (Cu) kim loại là 4,47 (eV).
i. Tính giới hạn quang điện của đồng.
ii. Khi chiếu bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,14 (μm) vào một quả cầu bằng đồng đặt cách ly các vật
khác thì quả cầu được tích điện đến hiệu điện thế cực đại bằng bao nhiêu ?
iii. Chiếu một bức xạ điện từ bước sóng λ' vào quả cầu bằng đồng cách ly các vật khác thì quả cầu đạt
được hiệu điện thế cực đại bằng 3 (V). Tính bước sóng λ' của bức xạ và vận tốc ban đầu cực đại của êlectron
quang điện.
Cho : c = 3.10
8
(m/s) ; h = 6,625.10
-34
(J.s) ; m
e
= 9,1.10
-31
(kg).
BÀI TẬP TRẮC NGHỆM KHÁCH QUAN
Câu 1: Chọn câu đúng :
Trong tế bào quang điện, vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện không phụ thuộc vào:
A. cường độ ánh sáng của dòng ánh sáng kích thích.

B. tần số của bức xạ đến catôt.
C. hiệu điện thế giữa anôt và catôt.
D. A và C.
Câu 2: Chọn câu đúng khi nói về dòng quang điện trong tế bào quang điện.
A. Cường độ dòng điện tuỳ thuộc bứơc sóng của ánh sáng kích thích.
B. Cường độ dòng quang điện không phụ thuộc vào vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện.
C. Cường độ dòng quang điện tỉ lệ với cường độ dòng ánh sáng kích thích.
D. Cả A, B, C đều đúng.
Câu 3: Giới hạn quang điên của đồng.
A. 0,478 μm
B. 0,278 μm
C. 0,378 μm
D. 0,406 μm.
Câu 4: Phải đặt hiệu điện thế hãm bằng bao nhiêu để triệt tiêu dòng quang điện trong tế bào quang điện.
A. 4,50 V. B. 4,48 V.
14
C. 4,40 V. C. 4,02 V.
** ống tia X làm việc ở hiệu điện thế U = 50 (kV) và cường độ dòng điện I = 2 (mA), trong 1 giây bức xạ n =
5.10
13
phôtôn. Biết bước sóng trunh bình của tia X là λ = 0,1 (nm). Cho biết : c = 3.10
8
(m/s) ; h = 6,625.10
-34

(J.s).
Hãy trả lời các câu hỏi 5 và 6.
Câu 5: Công suất của dòng diện sử dụng là:
A. 300 W ,
B. 400 W ,

C. 500 W ,
D. 530 W .
Câu 6: Hiệu suất của ống tia X là:
A. 0,1 % , B. 1 % ,
B. 10 % , D. 19% .
Câu 7: Nguyên tử hiđro được kích thích, khi chuyển các êlectron từ quỹ đạo dừng thứ 4 về quỹ đạo dừng thứ 2 thì
bức xạ các phôtôn có năng lượng E
p
= 4,04.10
-19
(J). Xác định bước sóng của vạch quang phổ này.
Cho c = 3.10
8
(m/s) ; h = 6,625.10
-34
(J.s).
A. 0,531 μm ,
B. 0,505 μm ,
C. 0,492 μm,
D. 0,453 μm .
Câu 8: Đê bứt một êlectron ra khỏi nguyên tử ôxi cần thực hiện một công A = 14 (eV). Tìm tần số của bức xạ
có thể tạo nên sự ôxi hoá này. Cho h = 6,625.10
-34
(J.s).
A. 3,38.10
15
Hz ,
B. 3,14.10
15
Hz ,

C. 2,84.10
15
Hz ,
D. 2,83.10
-15
Hz .
D.ĐÁP SỐ
15
A. Phần Tự Luận.
Câu 1:
Hiện tượng quang điện được bước sóng λ
2
tạo ra.
Động năng: W
đ2
= 11,21 (eV).
Câu 2:
a. λ = 0,4286 μm.
b.
Nếu λ > λ
01
: hiện tượng quang điện không xảy ra với bản nhôm.
Nếu λ < λ
02
: hiện tượng quang điện xảy ra với bản kali.
V
02
= 4,741.10
5
(m/s) .

Câu 3:
H
α
ứng với m = 3 => λ
32
= 656 (nm).
H
β
ứng với m = 4 => λ
42
= 486 (nm).
H
γ
ứng với m = 5 => λ
52
= 434 (nm).
H
δ
ứng với m = 6 => λ
62
= 410 (nm).

Câu 4:
h = 6,666.10
-34
(J.s).
Câu 5:
A = 2,05 (eV).
Câu 6:
A = 3,03.10

-19
(J).
Câu 7:
i. W
đMax
= 3,3125.10
-15
(J).
U = 20,7 (kV).
ii. I = 0,008 (A) = 8 (mA) .
iii. Lưu lượng : L =
)/(4
3
scm
D
m
≈
.
Câu 8:
i. λ
0
= 0,2779.10
-6
(m) = 0,2779 (μm),
ii. Hiệu điện thế cực đại của quả cầu : V
h
= 4,4 (V).
MỤC LỤC
Trang
Vấn đề 1: Hiện tượng quang điện - thuyết lượng tử ánh sáng ……… - 4 -

Vấn đề 2: Mẫu Bo và quang phổ hiđrô…………….………………… 14 -
Bài tập Tự Luận(tự giải): …………………………………………… 20 -
Bài tập Trắc Nghệm:………… ……………………………………. 22 -
Đáp số :……………………………… …………………………… 24 -
16