Chủ đề: Lượng tử ánh sáng (LT + BTTN)

Trửụứng THPT An Lửụng Noõi dung oõn taọp 12CB
Ch 07. LNG T NH SNG.
1. Hin tng quang in:
- Hin tng quang in ngoi: Hin tng chiu ỏnh sỏng( bc x) vo kim loi lm bt cỏc ờlectron ra
khi b mt kim loi gi l hin tng quang in.(quang in bờn ngoi)
- nh lut v gii hn quang in: i vi mi kim loi, ỏnh sỏng kớch thớch phi cú bc súng ngn
hn hoc bng gii hn quang in
0
ca kim loi ú, mi gõy ra c hin tng quang in:
0



Trong ú
0

=
A
ch.
, A l cụng thoỏt electron ca kim loi.
Hay nng lng photon:
A
ch
fh
==


.
.
2. Thuyt lng t ỏnh sỏng.
- Gi thuyt ca Planck:

Lng nng lng m mi ln mt nguyờn t hay phõn t hp th hay phỏt x cú giỏ tr hon ton xỏc nh
v bng h.f; trong ú f l tn s ca ỏnh sỏng b hp th hay phỏt x, h l mt hng s Planck .
h = 6,625.10
-34
J.s.
- Nng lng mt lng t ỏnh sỏng (phụtụn):
fh.
=

=

ch.
-Khi ỏnh sỏng truyn i cỏc lng t ỏnh sỏng khụng b thay i, khụng ph thuc k /c ti ngun sỏng.
- Thuyt lng t ỏnh sỏng:
+ nh sỏng c to thnh bi cỏc ht gi l phụtụn.
+ Cỏc photon trong mt chựm sỏng n sc u ging nhau, mi phụtụn mang nng lng :

=hf =

ch.

+ Phụtụn bay i vi vn tc c = 3.10
8
m/s dc theo cỏc tia sỏng.
+ Mi ln 1 nguyờn t hay phõn t phỏt x hay hp th ỏnh sỏng thỡ chỳng phỏt ra hay hp th 1 phụtụn.
Lu ý: phụtụn ch tn ti trng thỏi chuyn ng khụng cú phụtụn ng yờn.
3. Hin tng quang in trong (quang dn): Hin tng khi chiu ỏnh sỏng vo cht bỏn dn lm gii
phúng cỏc ờlectron liờn kt thnh cỏc ờlectron dn ng thi xut hin cỏc l trng cựng tham gia vo quỏ
trỡnh dn in, gi l hin tng quang in trong.
Chỳ ý: -nh sỏng hng ngoi cng cú th gõy hin tng quang in bờn trong.

-Nng lng gii phúng electron liờn kt thnh cỏc ờlectron dn trong cht bỏn dn nh hn nhiu so
vi nng lng bc electron ra khi kim loi trong hin tng quang in.
4. Quang tr v pin quang in:
- Quang in tr l 1 in tr lm bng cht quang dn. in tr ca nú b gim mnh khi c chiu ỏnh
sỏng thớch hp.
- Pin quang in (cũn gi l pin mt tri) l 1 ngun in chy bng nng lng as. Nú bin i trc tip
quang nng thnh in nng. Pin hot ng da vo hin tng quang in trong xy ra bờn cnh 1 lp
chn.
5. S phỏt quang:
- S phỏt quang l mt s cht cú kh nng hp th as cú bc súng ny phỏt ra as cú bc súng khỏc.
- c im ca s phỏt quang: l nú cũn kộo di 1 thi gian sau khi tt as kớch thớch.
- Hunh quang: L s phỏt quang ca cỏc cht lng v cht khớ, cú c im l as phỏt quang tt rt nhanh
sau khi tt as kớch thớch.
nh sỏng hunh quang cú bc súng di hn bc súng ca as kớch thớch:
hq
>
kt
.
- Lõn quang: L s phỏt quang ca cỏc cht rn, cú c im l as phỏt quang cú th kộo di 1 khong thi
gian no ú sau khi tt as kớch thớch.
6. Tiờn Bo - Quang ph nguyờn t Hirụ
- Tiờn v trng thỏi dng: Nguyờn t ch tn ti trong nhng trng thỏi cú nng lng xỏc nh, gi l
cỏc trng thỏi dng. Trong trng thỏi dng nguyờn t khụng bc x.
Trửụứng THPT An Lửụng Noõi dung oõn taọp 12CB
Trong cỏc trng thỏi dng ca nguyờn t, ờlectrụn ch chuyn ng quanh ht nhõn trờn cỏc qu o cú bỏn
kớnh hon ton xỏc nh gi l cỏc qu o dng.
+Bỡnh thng cỏc electron chuyn ng trờn qu o cú bỏn kớnh nh
nht ng vi mc nng lng thp nht gi l trng thỏi c bn.
(nguyờn t bn vng nht)
+Khi hp th nng lng nguyờn chuyn lờn trng thỏi dng cú nng

lng cao hn gi l trng thỏi kớch thớch, cỏc electron chuyn ng trờn
qu o cú bỏn kớnh ln hn.Qu o cú bỏn kớnh cng ln ng vi mc
nng lng cng cao.
- Tiờn v s bc x v hp th nng lng ca nguyờn t:
+ Khi nguyờn t chuyn t trng thỏi dng cú nng lng E
cao
sang trng thỏi dng cú mc nng lng E
thp

(vi E
cao
> E
thp
) thỡ nguyờn t phỏt ra 1 phụtụn cú nng lng ỳng bng hiu E
cao
- E
thp
:
= hf = = E
cao
- E
thp
+ Ngc li, nu 1 nguyờn t ang trng thỏi dng cú nng lng thp E
thp
m hp thu c 1 phụtụn cú
nng lng hf ỳng bng hiu E
cao
- E
thp
thỡ nú chuyn lờn trng thỏi dng cú nng lng E

cao
cao hn.
- Nguyờn t luụn cú xu hng chuyn t mc nng lng cao v mc nng lng thp hn.
* Bỏn kớnh qu o dng th n ca electron trong nguyờn t hirụ: r
n
= n
2
.r
0
Vi r
0
=5,3.10
-11
m l bỏn kớnh Bo ( qu o K); n = 1, 2, 3, 4, 5, 6.
* S chuyn mc nng lng ca nguyờn t
Hidro.
- Dóy Laiman:
ng vi e chuyn t qu o bờn ngoi v qu o K
Lu ý: -Vch cú bc súng di nht
max
khi e chuyn t
L K
- Dóy Banme: ng vi e chuyn t qu o bờn ngoi
v qu o L
Vựng ỏnh sỏng nhỡn thy cú 4 vch:
Vch H

ng vi e: M L
Vch lam H

ng vi e: N L
Vch chm H

ng vi e: O L
Vch tớm H

ng vi e: P L
Lu ý: Vch cú bc súng di nht


- Dóy Pasen: ng vi e chuyn t qu o bờn ngoi
v qu o M
Vch cú bc súng di nht
NM
khi e chuyn t N
M.
7.Mt s cụng thc liờn quan:
-Cụng sut chựm sỏng: P = N
p
.

= N
p
.hf =N
p
.

ch.
(N
p

:s photon p vo trong1 giõy)
-Hiu sut quang in: H =
p
e
N
N
x100%
(N
p
, N
e
ln lt l s photon p vo v s electron bc ra trong cựng mt thi gian)
-Bc súng ngn nht ca tia X phỏt ra: e.U
AK
=
min
.

ch
= h.f
max
. (U
AK
: ht t vo ng phỏt ra tia X)
-in th cc i V
max
ca tm kim loi khi b chiu sỏng gõy ra hin tng quang in:
2
.
.

2
max
max
vm
Ve
e
=
Trong ú: m
e
= 9,1.10
-31
kg; v
max
: vn tc ban u cc i ca electron quang in; e=1,6.10
-19
C.
8. S lc v laze:
nhn phụtụn
phỏt phụtụn
E
cao
E
thp
Laiman
K
M
N
O
L
P

Banme
Pasen
H

H

H

H

n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
Trửụứng THPT An Lửụng Noõi dung oõn taọp 12CB
- Laze l 1 ngun sỏng phỏt ra 1 chựm sỏng cú cng ln da trờn ng dng ca hn tng phỏt x cm
ng.
-Hin tng phỏt x cm ng: l hin tng mt nguyờn t ang trng thỏi kớch thớch cú kh nng phỏt ra
photon cú nng lng

bt gp mt photon cú nng lng


=

bay qua nú thỡ lp tc phỏt ra photon

.

- c im ca tia laze :cú tớnh n sc, tớnh nh hng, tớnh kt hp rt cao v cng ln.
9. Lng tớnh súng ht ca ỏnh sỏng:
- nh sỏng va cú t/c súng, va cú t/c ht vy as cú lng tớnh súng ht.
- Khi bc súng ca as cng ngn (thỡ nng lng ca phụtụn cng ln), thỡ t/c ht th hin cng rừ: Tớnh
õm xuyờn, td quang in, td iụn húa, td phỏt quang.
-Ngc li khi bc súng ca as cng di (thỡ nng lng ca phụtụn cng nh), thỡ t/c súng th hin cng
rừ: d quan sỏt thy hin tng giao thoa, hin tng tỏn sc ca cỏc as ú.
BI TP PHN: LNG T NH SNG.
Cõu 1.Chn cõu ỳng. Nu chiu mt chựm tia hng ngoi vo tm km tớch in õm, thỡ:
A. tm km mt dn in tớch dng. B. Tm km mt dn in tớch õm.
C. Tm km tr nờn trung ho v in. D. in tớch õm ca tm km khụng i.
Cõu 2. Gii hn quang in ca mt kim loi ph thuc vo
A. bn cht ca kim loi. B. Tn s ỏnh sỏng kớch thớch.
C. bc súng ca anh sỏng chiu vo catụt. D. Nng lng ca photon trong chựm sỏng kớch thớch.
Cõu 3.Phỏt biu no sau õy l sai khi núi v thuyt lng t ỏnh sỏng?
A. Nguyờn t vt cht khụng hp th hay bc x ỏnh sỏng mt cỏch liờn tc m thnh tng phn riờng bit, t
quóng.
B. Chựm sỏng l dũng ht, mi ht l mt phụtụn,mi photon mang mt nng lng hon ton xỏc nh.
C. Nng lng ca phụtụn trong cỏc ỏnh sỏng u ging nhau.
D. Khi ỏnh sỏng truyn i, cỏc lng t ỏnh sỏng khụng b thay i, khụng ph thuc khong cỏch ti ngun
sỏng.
Cõu 4.Hin tng no di õy khụng th hin tớnh cht ht ca ỏnh sỏng:
A. Hin tng phỏt quang C. Hin tng to thnh quang ph vch ca nguyờn t Hyro
B. Hin tng quang in D. Hin tng giao thoa ỏnh sỏng
Cõu 5.Mt kim loi cú gii hn quang in
0
= 0,5m. Mun cú hin tng quang in thỡ ỏnh sỏng kớch
thớch phi cú tn s :
A. f 2.10
14

Hz B. f 4,5.10
14
Hz C. f 5.10
14
Hz D. f 6.10
14
Hz
Cõu 6. Mt ốn laze cú cụng sut phỏt sỏng 1W phỏt ỏnh sỏng n sc cú bc súng 0,7àm.
Cho h = 6,625.10
-34
Js, c=3.10
8
m/s. S phụtụn ca nú phỏt ra trong 1 giõy l:
A. 3,52.10
19
. B. 3,52.10
20
. C. 3,52.10
18
. D. 3,52.10
16
.
* Dựng chung cho cõu 7, 8,9.
Trong hin tng quang in, nng lng photon ca ỏnh sỏng kớch thớch, cụng thoỏt electron v ng nng
ban u cc i ca electron quang in c tớnh theo cụng thc Anhxtanh :

2
.
.
2

max
vm
A
ch
e
+=

;

l bc súng ỏnh sỏng kớch thớch,h = 6,625.10
-34
Js, c=3.10
8
m/s.
Cõu 7.Cụng thoỏt electron khi ng l 4,57eV. Khi chiu bc x cú bc súng = 0,14àm vo mt qu
cu bng ng t xa cỏc vt khỏc thỡ qu cu c tớch in n in th cc i l
A. 0,43 V. B. 4,3V. C. 0,215V. D. 2,15V.
Trửụứng THPT An Lửụng Noõi dung oõn taọp 12CB
Cõu 8. Khi chiu ln lt hai bc x cú tn s l f
1
, f
2
(vi f
1
< f
2
) vo mt qu cu kim loi t cụ lp thỡ
u xy ra hin tng quang in vi in th cc i ca qu cu ln lt l V
1
, V

2
. Nu chiu ng thi
hai bc x trờn vo qu cu ny thỡ in th cc i ca nú l
A. V
2
. B. (V
1
+ V
2
) C. V
1
. D. |V
1
-V
2
|.
Cõu 9.Chiu mt bc x vo mt qu cu kim loi t cụ lp hin tng quang in, phỏt biu no sau
õy khụng ỳng.
A.nh sỏng chiu vo cú bc súng nh hn gii hn quang in ca kim loi lm qu cu.
B.Qu cu tớch in dng v in tớch trờn qu cu tng dn n mt giỏ tr cc i v sau ú in tớch
trờn qu cu khụng tng na.
C.Qu cu tớch in õm v in tớch trờn qu cu liờn tc tng.
D.Nu thay i ỏnh sỏng kớch thớch thỡ in tớch cc i ca qu cu cú giỏ tr khỏc
Cõu 10.ng Rnghen cú hiu in th gia anụt v catụt l 12000V, phỏt ra tia X cú bc súng ngn nht l
. cú tia X cng hn, cú bc súng ngn nht l ngn hn bc súng ngn nht 1,5 ln, thỡ hiu
in th gia anụt v catụt phi l
A. U = 18000V B. U = 16000V C. U = 21000V D. U = 12000V
Cõu 11.Tn s ln nht trong chựm tia Rnghen l f
max
= 5.10

18
Hz. Coi ng nng u ca e ri catụt
khụng ỏng k. Cho bit: h = 6,625.10
34
J.s; c=3.10
8
m/s; e= 1,6.10
19
C. ng nng ca electron p vo i
catt l:
A. 3,3125.10
-15
J B. 4.10
-15
J C. 6,25.10
-15
J D. 8,25.10
-15
J
Cõu 12.Khi nguyờn t Hidro ang mc nng lng ng vi qu o L , truyn mt photon cú nng lng
, vi E
M
E
L
< < E
N
- E
L
. Nhn nh no sau õy l ỳng.
A. Nguyờn t hp th photon v chuyn sang mc nng lng ng vi qu o M

B. Nguyờn t hp th photon v chuyn sang mc nng lng ng vi qu o N
C. Nguyờn t khụng hp th photon v vn mc nng lng ng vi qu oL
D. Phỏt x photon v chuyn xung mc nng lng c bn.
Cõu 13.Gi


v


ln lt l bc súng ca 2 vch khi electron chuyn t qu oM v qu o L v t
qu oN v qu o L (dóy Banme). Gi
1

l bc súng ca vch u tiờn

trong dóy Pasen(electron
chuyn t qu oN v qu o M). H thc liờn h :


,


,
1

l:
A.
1
1

=


1
+


1
B.

1
=


-



C.

1
1

=


1
-

1
D.

1
=


+


Cõu14. Bc súng di nht khi e chuyn t cỏc qu o bờn ngoi v qu o L ca nguyờn t Hidrol
0,6560
m
à
. Bc súng di nht khi e chuyn t cỏc qu o bờn ngoi v qu o K l 0,1220
m
à
. Bc
súng di th hai khi e chuyn t cỏc qu o bờn ngoi v qu o L l:
A. 0,0528
m
à
B. 0,1029
m
à
C. 0,1112
m
à
D. 0,1211
m

à
Cõu 15.Khi chiu bc x vo mt qu cu bng ng t cụ lp thỡ qu cu c tớch in n in th cc
i l 3V.Vn tc cc i ca cỏc electron quang in l :
A.1,03.10
6
m/s. B.1,15.10
6
m/s. C.5,3.10
6
m/s. D.8,12.10
6
m/s.