Luyện tập về quang điện - Tài liệu Vật lý 12

Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



Dạng 1. Tính các đại lượng trong hệ thức Anhxtanh
Cách giải:

Hệ thức Anhxtanh:
2 2 2
omax omax omax
o
mv mv mv
hc hc hc
hf A A
2
λ 2 λ λ 2
= + ⇔ = + ⇔ = +

 Tính λ
o
: Có thể tính từ hệ thức Anhxtanh hoặc công thức
o
hc
.
A
λ =

 Tính v
omax
: Có thể tính từ hệ thức hoặc tính theo phương trình
2
h
omax
h o max
2 eU
mv
eU v .

2 m
= → =

 Tính |U
h
|: Tính theo phương trình
2 2
omax omax
h h
mv mv
eU U
2 2 e
= → =


Chú ý: U
AK
= –U
h
thì cường ñộ dòng quang ñiện triệt tiêu (I = 0).
 Tính λ:
2
omax o
2
o o omax
hc hc c
h.f
f
mv 2hc
hc hc

2 2hc mv
ε = = →λ = =
λ ε
λ
= + →λ =
λ λ + λ

 Tính năng lượng ε:
2
o max
h
o
hc
ε h.f
λ
mv
hc
ε A eU
λ 2
= =
= + = +


Chú ý: (Cách chuyển ñổi ñơn vị)
Ta biết rằng công của lực ñiện trường A = q.U, nên ñơn vị của công ngoài ñơn vị J còn có thể tính theo ñơn vị
eV.
1eV = 1,6.10
–19
J và
−

=
19
1
1J ( eV ).
1,6.10

Ví dụ 1.
Chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 (µm) vào một tấm kim loại dùng làm Catot của tế bào
quang điện có công thoát A = 2,27 (eV).
a) Hiện tượng quang điện có xảy ra không?
b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của electrong quang điện.
c) Tính hiệu điện thế hãm cần đặt vào để làm dòng quang điện bị triệt tiêu.
Hướng dẫn giải:
a) ðể kiểm tra hiện tượng quang ñiện có xảy ra hay không ta kiểm tra ñiều kiện λ ≤ λ
o

Ta có
26
o o
19
hc 19,875,10
λ 0,547(µm) λ λ
A 2,27.1,6.10
−
−
= = = → <

Vậy hiện tượng quang ñiện có xảy ra.
b) Theo hệ thức Anhxtanh:
2

5
0max
omax
hc
2 A
mv
hc
A v 1,94.10 (m/s).
2 m
 
−
 
λ
 
= + → = =
λ

LUYỆN TẬP VỀ QUANG ĐIỆN
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)
Giáo viên:
Đ
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -


c) Từ hệ thức Anhxtanh:
h h
hc
A
hc
A eU U 0,463 (V).

e
 
−
 
λ
 
= + → = =
λ

Ví dụ 2.
Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,56 (µm) vào catôt của một tế bào quang điện, electron thoát ra
từ catôt có động năng ban đầu thay đổi từ 0 đến 5,38.10
–20
(J).
a) Nếu thay bức xạ khác có bước sóng λ
1
= 0,75 (µm) thì có xảy ra hiện tượng quang điện không ?
b) Nếu dùng bức xạ có bước sóng λ
2
= 0,405 (µm) thì hiệu điện thế hãm làm triệt tiêu dòng quang điện
bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
a) Từ giả thiết ta có W
ñ.max
= 5,38.10
–20
(J).
Theo hệ thức Anhxtanh:
26
7

d.max o
26
20
o
d.max
6
hc hc hc 19,875.10
W
λ 6,6.10 0,66(µm).
hc
19,875.10
λ λ
W
5,38.10
λ
0,56.10
−
−
−
−
−
= + → = = = =
−
−

Khi thay bằng bức xạ có λ
1
= 0,75 (µm) thì hiện tượng quang ñiện không xảy ra do λ
1
> λ

o

b) Khi dùng bức xạ có λ
2
= 0,405 (µm) thì có dòng quang ñiện. ðể triệt tiêu dòng quang ñiện thì cần ñặt vào
Anot và Catot hiệu ñiện thế hãm có ñộ lớn thỏa mãn
h h
o
hc hc
hc hc
eU U 1,18 (V).
e
 
−
 
λ λ
 
= + → = =
λ λ
Vậy |U
h
|
= 1,18 (V).
Ví dụ 3.
Một kim loại có giới hạn quang điện λ
o
= 0,6 (µm), nhận một chùm sáng đơn sắc có bước sóng
λ = 0,4 (µm).
a) Hỏi có xảy ra hiện tượng quang điện hay không?
b) Tính công thoát của electron khỏi bề mặt kim loại ra Jun và eV.

c) Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.
Hướng dẫn giải:
a) Do λ < λ
o
nên có hiện tượng quang ñiện xảy ra.
b) Công thoát A thỏa mãn hệ thức
26 19
19
6 19
o
hc 19,875.10 3,3125.10
A 3,3125.10 (J) 2,07(eV).
0,6.10 1,6.10
− −
−
− −
= = = = =
λ

c) Vận tốc ban ñầu cực ñại của electron:
2
5
0max
omax
hc
2 A
mv
hc
A v 6,06.10 (m/s).
2 m

 
−
 
λ
 
= + → = =
λ

Ví dụ 4.
Dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ
1
= 0,4 (µm) chiếu vào catôt của một tế bào quang điện.
Khi đặt vào anôt và catôt của tế bào quang điện này một hiệu điện thế hãm U
h1
= 2 (V) thì dòng quang
điện triệt tiêu. Hỏi dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ
2
= 0,2 (µm) thì hiệu điện thế hãm U
h2
có giá trị
bằng bao nhiêu? Tính tỉ số vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện trên hai trường hợp trên.

Hướng dẫn giải:
Từ hệ thức Anhxtanh:
h1
h1
1
2 1
h2 h1 h 2
2 1

h2
2
hc
hc hc
A eU
eU
λ
λ λhc hc
eU eU U 5,1 (V).
hc
λ λ e
A eU
λ

= +
− +


→ − = − ⇔ = =


= +



Lại có
19
h1 h1
1 1
hc hc

A eU A eU 1,768.10 J.
λ λ
−
= + → = − =

Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Theo hệ thức Anhxtanh
2 2
1 1
2
1 1
1 1 1
2 2
2 2
2 2
2
2 2
mv mv
hc hc
hc
A A
A
2 2
v v
0,367 0,6
hc
v v
mv mv
hc hc
A
A A
2 2
 

= + = −
−
 
λ λ
 
λ
 
→ → = = ⇔ =
 
 
 
 
−
= + = −
λ
 
λ λ
 

Ví dụ 5.
Cho giới hạn quang ñiện của nhôm là 0,36 (µm). Chiếu tới tấm nhôm một bức xạ có bước sóng là 0,3
(µm). Tìm công thoát ra ñơn vị eV, hiệu ñiện thế hãm, vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron bức ra khỏi
catốt.





Ví dụ 6.
Một tấm kim loại ñược chiếu sáng bằng 1 bức xạ có bước sóng λ thì hiệu ñiện thế hãm là 4 V, khi

chiếu bằng bức xạ có bước 2λ thì hiệu ñiện thế hãm là 0,855 (V).
a) Tính λ?
b) Tính công thoát và giới hạn quang ñiện ?
c) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron khi chiếu bằng bức xạ λ.







Ví dụ 7.
Tế bào quang ñiện có catốt làm bằng Kali có công thoát là 2,2 (eV), ñược chiếu bằng nguồn phát các
bức xạ λ
1
= 0,75 (µm), λ
2
= 0,6 (µm); λ
3
= 0,5 (µm).
a) Tìm giới hạn quang ñiện .
b) Bức xạ nào trong nguồn có hiện tượng quang ñiện xảy ra.
c) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron và hiệu ñiện thế hãm là triệt tiêu dòng quang ñiện.

Ví dụ 8.
Một tế bào quang ñiện có Catot làm bằng Xêsi công thoát của electron là A = 1,93 (eV).
a) Tính giới hạn quang ñiện của Xêsi.
b) Chiếu vào tế bào quang ñiện một ánh sáng ñơn sắc có bước sóng λ = 0,489 (µm). Tính vận tốc ban ñầu cực
ñại của electron khi rời khỏi mặt Catot.
c) Phải ñặt vào giữa Anot và Catot một hiệu ñiện thế như thế nào ñể làm triệt tiêu dòng quang ñiện.
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -












Ví dụ 9. Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng λ = 0,489 (µm) vào một tấm kim loại Kali dùng làm catốt của
một tế bào quang ñiện. Biết công thoát của electron của Kali là 2,15 (eV).
a) Tính giới hạn quang ñiện.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của electron bắn ra từ catốt.
c) Tính hiệu ñiện thế hãm ñể dòng quang ñiện triệt tiêu hoàn toàn.

ð/S: a) λ = 0,578 (µm). b) v
max
= 3,7.10
5
(m/s). c) U
h
= –0,39 (V).
Dạng 2. Hiệu suất lượng tử, dòng quang điện.
Cách giải:
 Cường ñộ dòng quang ñiện bão hòa
bh
n. e
q
I
t t
= =
, với n là số electron bật ra khỏi Catot ñể ñến Anot và t là
thời gian mà số electron di chuyển. Khi t = 1 (s) thì ta có I
bh
= n.|e|
Từ ñó ta tính ñược số electron bứt ra sau khoảng thời gian t là
bh bh
19
I I
n
e 1,6.10

−
= =

 Chiếu chùm sáng có bước sóng λ vào Catot của tế bào quang ñiện thì sau khoảng thời gian t công suất phát
xạ P của chùm sáng là
hc
N.
W N.
ε N.hc
λ
P
t t t t.
λ
= = = =
, với N là số phôtôn ñập vào Catot trong thời gian t, và W là
năng lượng của chùm photon chiếu vào Catot.
Từ ñó ta tính ñược số phôtôn ñập vào Catot trong thời gian t là
P. .t
N
hc
λ
=

Khi t = 1 (s) thì
P.
λ
N
hc
=

 Hiệu suất lượng tử:
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -


Là tỉ số giữa số electron bứt ra và số phô tôn ñập vào Catot trong khoảng thời gian t.

Ta có công thức tính toán hiệu suất:
bh
bh
I
e
I .hc
n
H
P.λ
N P.
λ. e
hc
= = =

Ví dụ 1.
Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 µm sẽ phát ra bao nhiêu phôtôn
trong 30 (s) nếu công suất phát xạ của đèn là 10 (W)?
Hướng dẫn giải:
Theo bài ta có
6
20
26
hc
N.
W N. N.hc P.t. 10.30.0,6.10
P N 9.10
t t t t. hc 19,875.10
−
−
ε λ

λ
= = = = → = = =
λ
(phôtôn)
Ví dụ 2.
Chùm sáng chiếu đến catốt của tế bào quang điện có công suất 1 (W) và bước sóng 0,4 (µm).
a) Tính năng lượng của một phôtôn ra đơn vị eV?
b) Tìm số phôtôn đập vào catốt trong một giây .
c) Tìm cường độ dòng quang điện bão hoà, biết hiệu suất lượng tử là 10%.
Hướng dẫn giải:
a) Năng lượng của một phôtôn:
19
hc
ε 4,97.10 (J) 3,1(eV).
λ
−
= = =

b) Từ công thức tính công suất phát xạ (công suất chiếu sáng) ta có
18
19
P 1
P N.
ε N 2.10
ε 4,97.10
−
= → = = =
(phôtôn)
c) Hiệu suất lượng tử là 10% nên
18 17

n
H 0,1 n 0,1.N 0,1.2.10 2.10 (electron).
N
= = → = = =

Khi ñó cường ñộ dòng quang ñiện bão hòa I
bh
= n.|e| = 2.10
17
.1,6.10
–19
= 0,032 (A).
Ví dụ 3.
Khi chiếu chùm ánh sáng có công suất 1,5 (W) vào Catot của tế bào quang điện có hiện tượng
quang điện xảy ra, cường độ dòng quang điện bão hoà là 80 (mA). Cho hiệu suất lượng tử là 2%.
a) Tính số electron bức ra khỏi catốt và số phôtôn tới catốt trong một giây .
b) Tính bước sóng chùm ánh sáng.
Hướng dẫn giải:
a) Số electron bứt ra khỏi Catot tính từ biểu thức:
3
17
bh
bh
19
I
80.10
I n. e n 5.10 (electron).
e 1,6.10
−
−

= → = = =

Hiệu suất lượng tử là 20% nên có
17
19
n n 5.10
H 0,02 N 2,5.10
N 0,02 0,02
= = → = = =
(phôtôn)
b) Từ công suất phát xạ:
19 26
N.hc N.hc 2,5.10 .19,875.10
P N.
ε λ 0,33125 (µm).
λ P 1,5
−
= = → = = =

Ví dụ 4.
Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng 0,489 (µm) vào kim loại K dùng làm catôt của một tế
bào quang điện. Biết công thoát của electron là 2,15 (eV).
a) Tính giới hạn quang điện.
b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của electron.
c) Tính hiệu điện thế hãm.
d) Biết cường độ dòng quang điện bão hoà là 5 (mA) và công suất của chùm ánh sáng chiếu vào catôt là
P = 1,25 (W). Tính hiệu suất lượng tử.
Hướng dẫn giải:
Khóa h
ọ

c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 6 -


a) Giới hạn quang ñiện
26
o
16

hc 19,875.10
λ 0,578 (µm).
A
2,15.10
−
−
= = =

b) Vận tốc electron cực ñại ñược tính từ phương trình Anhxtanh:
26
16
6
2
5
0max
0max
31
19,875.10
hc
2 2,15.10
2 A
0,489.10
mv
hc
λ
A v 3,7.10 (m/s).
λ 2 m
9,1.10
−
−

−
−
 
 
−
−
 
 
   
= + → = = =


c) Ta có
(
)
2
31 5
2 2
0max 0max
h h h
19
9,1.10 . 3,7.10
mv mv
eU U 0,39 (V) U 0,39 (V).
2 2 e
2.1,6.10
−
−
= → = = = → = −

d) Hiệu suất lượng tử ñược tính bởi công thức
26
bh
3
6
bh
bh
19
I
19,875.10
hc
5.10 .
I .
e
I .ε
n
0,489.10
λ
H 0,01 1%.
P
N P. e P. e
1,25.1,6.10
ε
−
−
−
−
= = = = = = =

Vậy H = 1%.

Ví dụ 5.
Giới hạn quang ñiện của kim loại dùng làm Catot của tế bào quang ñiện là λ
o
= 0,35 (µm).
a) Tính công thoát của electron của kim loại ra ñơn vị eV.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của electron khi chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,3 (µm).
c) Biết công suất của nguồn sáng là P = 1 (W) và giả thiết cứ 100 phôtôn ñập vào Catot thì có 1 electron ñến
ñược Anot. Tính cường ñộ dòng ñiện bão hoà ?






Ví dụ 6.
Khi chiếu một bức xạ ñiện từ có bước sóng λ = 0,405 (µm) vào bề mặt Catot của một tế bào quang
ñiện, tạo ra một dòng ñiện bão hoà có cường ñộ. Biết giới hạn quang ñiện của kim loại làm catốt là λ
o
= 0,686
(µm).
a) Tìm công thoát A của kim loại.
b) Tính vận tốc ban ñầu cực ñại của quang electron.
c) Giả sử rằng trong trường hợp lí tưởng cứ mỗi phôtôn ñập vào mặt Catot làm bứt ra 1 electron. Tìm giá trị
của cường ñộ dòng ñiện bão hoà I, biết công suất của bức xạ trên là 1,5 (W).

Ví dụ 7.
Công tối thiểu ñể bức một electron ra khỏi bề mặt của kim loại là 1,88 (eV). Dùng lá kim loại ñó làm
catốt trong một tế bào quang ñiện. Hãy xác ñịnh
a) giới hạn quang ñiện của kim loại ñã cho.
b) vận tốc cực ñại của electron bắn ra khỏi mặt kim loại khi chiếu vào ñó ánh sáng có bước sóng λ = 0,489
(µm).
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 7 -


c) số electron tách ra khỏi mặt kim loại trong 1 phút với giả thiết rằng tất cả các electron tách ra ñều bị hút về
Anot và cường ñộ dòng quang ñiện ño ñược là I = 0,26 (mA).
d) hiệu ñiện thế giữa Anot và Catot của tế bào quang ñiện sao cho dòng quang ñiện triệt tiêu.








Ví dụ 8.
Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,405 (µm) vào bề mặt cuả catốt của một tế bào quang ñiện, ta ñược
dòng quang ñiện bão hoà có cường ñộ I
bh
. Có thể triệt tiêu dòng quang ñiện bão hoà này bằng hiệu ñiện thế
hãm U
h
= 1,26 V.
a) Tìm vận tốc ban ñầu cực ñại của electron quang ñiện.
b) Tìm công thoát của electron ñối với kim loại làm catốt.
c) Giả sử mỗi phôtôn ñập vào catốt làm bứt ra một electron. Ta ño ñược dòng quang ñiện I
bh
= 49 (mA). Tính
số phôtôn ñập vào catốt sau mỗi giây. Suy ra công suất bức xạ của chùm sáng.

Ví dụ 9.
Lần lượt chiếu vào Catot của một tế bào quang ñiện có giới hạn quang ñiện λ
o
các bức xạ λ
1
= 0,4
(µm) và λ
2
= 0,8 (µm) thì vận tốc ban ñầu cực ñại của electron khi thoát ra khỏi catốt là v
1
và v
2
hơn kém nhau
hai lần.
a) Tìm λ
o
, v
1
và v
2
.
b) Chiếu vào Catot của tế bào quang ñiện trên một bức xạ ñiện từ có λ = 1 (µm) với công suất bằng 2,4 (W).
c) Hỏi hiệu ñiện thế giữa Anot và Catot phải thoả mãn ñiều kiện gì ñể triệt tiêu hoàn toàn dòng quang ñiện?
d) Tính cường ñộ dòng quan ñiện bão hoà, biết hiệu suất lượng tử H = 0,5%.

Dạng 3. Tính bước sóng, tần số của tia X
Cách giải:


 Khi electron ñập vào ñối âm cực thì phần lớn năng lượng của nó biến thành nhiệt làm nóng ñối âm cực, phần
còn lại tạo ra năng lượng của tia X. ðể tìm nhiệt lượng tỏa ra tại ñối âm cực thì ta áp dụng ñịnh luật bảo toàn
năng lượng, ta có
2
d
1 hc
W hf Q mv Q
2
= + ⇔ = +
λ
, với f là tần số tia X, λ là bước sóng tia X phát ra.
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í

12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 8 -


Q là nhiệt lượng làm nóng ñối catot có biểu thức tính Q = m.c.∆t


 Nếu electron ñập vào ñối âm cực nhưng không tham gia vào làm nóng ñối âm cực nghĩa là toàn bộ ñộng
năng của nó biến thành năng lượng tia X.
Khi ñó tia X này có tần số lớn nhất f
max
hay bước sóng nhỏ nhất λ
min
thỏa mãn

AK
max
2
max AK max
min min
min
AK
e U
f
1 hc hc
h
mv hf e U hf
hc
2 λ λ
λ
e U
=
= = ⇔ = = →
=

Ví dụ 1.
Trong một ống Rơnghen người ta tạo ra một hiệu điện thế không đổi U = 2.10
4
(V) giữa hai cực.
a) Tính động năng của êlectron đến đối Catot (bỏ qua động năng ban đầu của êlectron khi bứt ra khỏi
Catot.
b) Tính tần số cực đại của tia Rơnghen.
c) Trong một phút người ta đếm được 6.10
18
êlectron đập vào đối Catot. Tính cường độ dòng điện qua

ống Rơnghen.
Hướng dẫn giải:
a) ðộng năng của electron ñến ñối Catot: W
d
= |e|.U = 1,6.10
–19
. 2.10
4
= 3,2.10
–15
(J).
b) Tần số cực ñại của tia Rơnghen ñạt ñược khi toàn bộ ñộng năng của electron chuyển thành năng lượng tia
Rơnghen, khi ñó ta có W
d
= ε
max
= hf
max

15
18
d
max
34
W
3,2.10
f 4,8.10 (Hz).
h 6,625.10
−
−

→ = = =

c) Cường ñộ dòng ñiện qua ống Rơn ghen:
18 19
n e
6.10 .1,6.10
I 16 (mA).
t 60
−
= = =

Ví dụ 2.
Hiệu điện thế giữa anốt và catốt một ống tia Rơnghen là 200 (kV).
a) Tính động năng của electron khi đến đối catốt.
b) Tính bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra.
Hướng dẫn giải:
a) ðộng năng của electron ñến ñối Catot: W
d
= |e|.U
AK
= 1,6.10
–19
. 200.10
3
= 3,2.10
–14
(J)
b) Bước sóng ngắn nhất mà tia Rơn ghen phát ra thỏa mãn
26
12

d max AK min
19 3
min AK
hc hc 19,875.10
W e U 6,2.10 (m).
e U 1,6.10 .200.10
−
−
−
= ε ⇔ = →λ = =
λ

Ví dụ 3.
Trong ống Rơnghen cường độ dòng điện đi qua ống là 0,8 mA và hiệu điện thế giữa anốt và
catốt là 1,2 kV.
a) Tìm số electron đập vào đối catốt mỗi giây và vận tốc của electron khi đi tới đối catốt.
b) Tìm bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen mà ống đó có thể phát ra.





ð/S: a) n = 5.10
15
hạt, v = 2,05.10
7
m/s.
b) λ
min
= 10,35.10

–10
(m).
Ví dụ 4.
Một ống Rơnghen phát ra được bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5 Å.
a) Tính vận tốc của electron tới đập vào đối catốt và hiệu điện thế giữa hai cực của ống.
Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í


12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12

- Trang | 9 -


b) Khi ống Rơnghen đó hoạt động cường độ dòng điện qua ống là 0,002 (A). Tính số electron đập vào đối
âm cực catốt trong mỗi giây và nhiệt lượng toả ra trên đối catốt trong mỗi phút nếu coi rằng toàn bộ
động năng của êlectron đập vào đối âm cực được dùng để đốt nóng nó.
c) Để tăng độ cứng của tia Rơnghen, tức là để giảm bước sóng của nó, người ta cho hiệu điện thế giữa
hai cực tăng thêm ∆U = 500 (V). Tính bước sóng ngắn nhất của tia Rơnghen phát ra khi đó.






ð/S: a) v = 2,96.10
7
m/s.
b) n = 1,25.10
16
hạt, Q = 300 (J).
c) λ
min
= 4,17 Å.
Ví dụ 5.
Trong chùm tia Rơnghen phát ra từ một ống Rơnghen, người ta thấy có những tia có tần số lớn
nhất 5.10
18
(Hz).
a) Tính hiệu điện thế giữa hai cực của ống và động năng cực đại của electron đập vào đối âm cực.
b) Trong 20 (s) người ta xác định được 10

18
electron đập vào đối âm cực. Tính cường độ dòng điện qua
ống.
Biết m
e
= 9,1.10
–31
kg; e = –1,6.10
–19
C; h = 6,625.10
–34
Js.









ð/S: a) U = 20,7 (kV), W
ñmax
= 3,3125.10
–15
(J).
b) I = 8 (mA).
Ví dụ 6.
Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000 V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống
Rơn-ghen là I = 5 mA. Giả thiết 1% năng lượng của chùm electron được chuyển hóa thành năng lượng

của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng
ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0.
a) Tính công suất của dòng điện qua ống Rơn-ghen
b) Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?
c) Catot được làm nguội bằng dòng nước có nhiệt độ ban đầu t
1
= 10
0
C. Hãy tìm lưu lượng nước
(lít/phút) phải dùng để giữ cho nhiệt độ catot không thay đổi. Biết khi ra khỏi ống Rơn-ghen thì nhiệt độ
của nước là t
2
= 25
0
C. Nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K. Khối lượng riêng của nước là 1000
kg/m
3
.



Khóa h
ọ
c

V
ậ
t l
í

12
–
Th
ầ
y
ð
ặ
ng Vi
ệ
t Hùng

Luyện tập về quang ñiện.

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 10 -











ðáp số:
a P = 250 W b. Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây:

14
4,2.10
N =
(photon/s)
c. Phần năng lượng biến thành nhiệt trong 1 giây
0,99.
Q UI
=
.
23,0
=
m (lít/phút)

Giáo viên :
Đặng Việt Hùng

Nguồn :
Hocmai.vn