Bài giảng Vật lý 2: Chương 5 (Trắc nghiệm) - Lê Quang Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lý 2 - Chương 5 gồm có các bài tập trắc nghiệm về quang lượng tử có kèm đáp án, giúp các bạn có thể ôn tập và áp dụng lý thuyết đã học để làm bài tập. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý 2: Chương 5 (Trắc nghiệm) - Lê Quang Nguyên

Câu 1 Khi một vật phát ra bức xạ nhiệt dừng (hay bức xạ nhiệt cân bằng, công suất bức xạ = công suất hấp thụ), thì nhiệt độ của vật: Trắc nghiệm Quang Lượng Tử (a) Giảm dần theo thời gian. (b) Tăng dần. Biên soạn: Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen (c) Không đổi. nguyenquangle59@yahoo.com (d) Khi tăng khi giảm. Trả lời câu 1 Câu 2 Vật đen tuyệt đối là vật có hệ số hấp thụ đơn sắc: • Khi công suất bức xạ bằng công suất hấp thụ thì nhiệt độ của vật không đổi. (a) Phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ tới và nhiệt độ của vật. • Câu trả lời đúng là (c). (b) Chỉ phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ tới. (c) Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật. (d) Cả ba câu trên đều sai.
Trả lời câu 2 Câu 3 • Vật đen tuyệt đối ở nhiệt độ nào cũng hấp thụ Hệ số phát xạ đơn sắc (năng suất bức xạ đơn trọn vẹn tất cả các bức xạ đi đến nó, vì vậy sắc) của một vật: • nó có hệ số hấp thụ đơn sắc α = 1 ở mọi nhiệt độ và bước sóng. (a) Chỉ phụ thuộc vào bước sóng phát xạ. • Trái với vật đen tuyệt đối, các vật khác chỉ hấp (b) Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật. thụ một phần các bức xạ đi đến (α < 1), (c) Chỉ phụ thuộc vào bước sóng phát xạ và • α lại thay đổi theo bước sóng, nhiệt độ và bản nhiệt độ của vật. chất của vật. (d) Phụ thuộc vào bước sóng phát xạ, nhiệt độ và bản chất của vật. • Câu trả lời đúng là (d). Trả lời câu 3 Câu 4 Công thức để tính hệ số phát xạ đơn sắc (năng • Hệ số phát xạ đơn sắc của một vật phụ thuộc vào suất bức xạ đơn sắc) của vật đen tuyệt đối trong bước sóng phát xạ, nhiệt độ và bản chất của vật. lý thuyết Planck phù hợp với thực nghiệm ở vùng bước sóng: • Câu trả lời đúng là (d). (a) Vùng hồng ngoại. (b) Vùng tử ngoại. (c) Vùng ánh sáng thấy được. (d) Mọi giá trị của bước sóng.
Trả lời câu 4 Câu 5 Từ một lỗ nhỏ rộng 6 cm2 của một lò nấu (coi là • Công thức năng suất bức xạ đơn sắc của vật đen vật đen tuyệt đối) cứ mỗi giây phát ra 8,28 cal. tuyệt đối trong lý thuyết Planck phù hợp với Nhiệt độ của lò là: thực nghiệm ở mọi vùng bước sóng. (a) T ≈ 100 K • Câu trả lời đúng là (d). (b) T ≈ 1.000 K (c) T ≈ 10.000 K (d) T ≈ 1.000 ºC Trả lời câu 5 Câu 6 • Từ định luật Stefan-Boltzmann ta có nhiệt độ: Một vật đen tuyệt đối có diện tích bề mặt 10 1 cm2, bức xạ với λmax = 0,724 μm. Năng lượng do  R 4 vật bức xạ trong một phút bằng: T =  σ  1 (a) 870.999 J  8,28 × 4,18 J s 1  4 T = ⋅ 5,67 × 10−8 W m2K 4  −4 2 (b) 14.515 J  6 × 10 m (c) 8.709 × 106 J ≈ 1000K (d) 1.451,5 × 104 J • Câu trả lời đúng là (b).
Trả lời câu 6 Trả lời câu 6 (tt) • Năng lượng do vật bức xạ trong thời gian t, từ 4 diện tích S bằng:  b  P =σ   St λ  max  P = RSt 4 J  2897,8 µ m ⋅ K  P = 5,67 × 10 -8 ×  × 10−3 m2 × 60s • Từ hai định luật Stefan-Boltzmann và Wien ta m sK  0,724 µ m  2 4 có: = 873,079 J 4  b  R =σ T =σ  4  • Kết quả này gần với kết quả trong câu (a).  λmax  • Câu trả lời đúng là (a). Câu 7 Trả lời câu 7 Một dây tóc đèn nóng sáng ở nhiệt độ 2727 °C. Bước sóng bức xạ mang năng lượng nhiều nhất • Dùng định luật Wien ta có: do đèn phát ra (bước sóng ứng với năng suất bức xạ đơn sắc cực đại) là: b 2897,8 µ m.K λmax = = = 0,97 µm T ( 2727 + 273) K (a) λmax = 1,18 μm (b) λmax = 0,97 μm • Câu trả lời đúng là (b). (c) λmax = 1,06 μm (d) λmax = 0,47 μm
Câu 8 Trả lời câu 8 Nhiệt độ của một vật đen tuyệt đối tăng từ 1.000 K lên 3.000 K thì năng suất phát xạ toàn phần • Năng suất bức xạ toàn phần R tỷ lệ với lũy thừa của vật tăng lên: 4 của nhiệt độ tuyệt đối, do đó khi nhiệt độ tăng lên 3 lần thì R tăng lên 34 lần, tức là 81 lần. (a) 3 lần. (b) 9 lần. • Câu trả lời đúng là (d). (c) 27 lần. (d) 81 lần. Câu 9 Trả lời câu 9 Công suất bức xạ của một vật đen tuyệt đối tăng • Lập tỷ số hai công suất bức xạ (năng lượng bức lên bao nhiêu lần nếu trong quá trình nung xạ trong một đơn vị thời gian) ở hai nhiệt độ, ta nóng, bước sóng ứng với năng suất phát xạ cực có: đại dịch chuyển từ 0,7 μm đến 0,6 μm. 4 4 P2 R2S R2  T2   λmax1  = = =  =  P1 R1S R1  T1   λmax2  (a) 1,85 lần. • Trong đó S là diện tích bề mặt của vật. (b) 1,36 lần. 4 P2  0,7  = = 1,85 (c) 1,16 lần. P1  0,6  (d) 1,58 lần. • Câu trả lời đúng là (a).
Câu 10 Trả lời câu 10 Chọn phát biểu sai: (a) Vật đen tuyệt đối là vật có hệ số hấp thụ bằng • Va chạm giữa electron và photon trong hiện 1 với mọi nhiệt độ và bước sóng. tượng Compton là va chạm đàn hồi. (b) Cực đại đồ thị của hàm phổ biến (năng suất • Phát biểu (c) là phát biểu sai. phát xạ đơn sắc) dịch chuyển về phía tần số lớn khi nhiệt độ vật đen tăng. • Câu trả lời đúng là (c). (c) Va chạm giữa electron và photon trong hiện tượng Compton là hoàn toàn không đàn hồi. (d) Va chạm giữa electron và photon trong hiện tượng Compton là va chạm đàn hồi. Câu 11 Trả lời câu 11 Hiện tượng lệch phương truyền của tia X trong hiệu ứng Compton là: • Hiện tượng Compton là sự tán xạ (va chạm) của photon trên các electron liên kết yếu trong (a) Hiện tượng nhiễu xạ. nguyên tử vật chất. (b) Hiện tượng tán xạ. (c) Hiện tượng khúc xạ. • Câu trả lời đúng là (b). (d) Hiện tượng phản xạ.
Câu 12 Trả lời câu 12 Trong hiện tượng Compton, các photon tán xạ trên các electron liên kết yếu với hạt nhân có • Các photon tán xạ trên các electron liên kết yếu bước sóng: với hạt nhân sẽ truyền năng lượng cho electron, do đó có năng lượng giảm, bước sóng tăng. (a) Bằng bước sóng photon ban đầu. (b) Lớn hơn bước sóng photon ban đầu. • Câu trả lời đúng là (b). (c) Nhỏ hơn bước sóng photon ban đầu. (d) Bằng bước sóng Compton. Câu 13 Trả lời câu 13 Một photon có bước sóng λ = 0,6 μm, khối lượng ε hc λ h của photon bằng: mphoton = = = c2 c2 λc (a) 3,68 × 10-36 kg 6,626 × 10-34 J.s mphoton = (b) 11 × 10-28 kg ( ) 0,6 ⋅ 10-6m × 3 × 108 m/s (c) 1,23 × 10-44 kg = 3,68 × 10−36 kg (d) 3,68 × 10-32 kg • Câu trả lời đúng là (a).
Câu 14 Trả lời câu 14 Sự thay đổi bước sóng trong hiệu ứng Compton (tán xạ Compton) được cho bởi công thức: • Câu trả lời đúng là (d). (a) λ ′ − λ = 2λC sin (θ 2) 2 (b) λ − λ ′ = 2λC sin2 (θ 2) (c) λ − λ ′ = 2λC sin2 θ (d) λ ′ − λ = 2λC sin2 (θ 2) Trong đó λC là bước sóng Compton. Câu 15 Trả lời câu 15 Trong hiện tượng Compton năng lượng photon • Định luật bảo toàn năng lượng cho ta: tới là 6,625 × 10−14 J, động năng electron sau tán hc hc xạ là 4,1 × 10−14 J. Bước sóng photon sau tán xạ ε′ = = ε − K e ⇒ λ′ = là: λ′ ε − Ke • Trong đó Ke là động năng của electron sau tán xạ. (a) 0,03 Å 6,626 ⋅ 10-34 J.s × 3 ⋅ 108 m/s λ′ = = 7,87 × 10−12 m (b) 0,0787 Å (6,625 − 4,1) ⋅ 10 J−14 (c) 0,0185 Å ° (d) 2,6 × 10−20 m = 0,0787A • Câu trả lời đúng là (b).
Câu 16 Trả lời câu 16 Photon ban đầu có năng lượng 0,25 MeV bay • Ta có công thức Compton: đến va chạm với một electron đang đứng yên và θ tán xạ theo góc θ. Biết rằng năng lượng của λ ′ − λ = 2λC sin2 = λC (1 − cosθ ) photon tán xạ là 0,144 MeV, góc tán xạ θ có giá 2 trị: • Suy ra:  λ′ − λ   hc ε ′ − hc ε  cosθ = 1 −   = 1 −    λC  λC (a) 30°   (b) 60° hc  1 1  =1−  −  (c) 45° λC  ε ′ ε  (d) 120° Trả lời câu 16 (tt) Câu 17 • Vậy góc tán xạ là: Trong tán xạ Compton, động năng do electron  hc  1 1   thu được sau tán xạ là: θ = cos−1 1 − −  λC  ε ′ ε   (a) hc ( λ ′ − λ ) λ ′λ  1240 eV.nm  10−6 10−6   θ = cos 1 − −1 × −  (b) hc λ ′λ ( λ ′ − λ )  0,00243 nm  0,144eV 0,25eV   (c) ℏ (1 λ − 1 λ ′ ) = 120° • Câu trả lời đúng là (d). (d) hc (1 λ ′ − 1 λ )
Trả lời câu 17 Câu 18 • Theo định luật bảo toàn năng lượng, động năng Độ gia tăng bước sóng của một photon trong tán của electron sau va chạm là: xạ Compton là Δλ = 0,0135Å. Góc tán xạ của photon là: hc hc hc Ke = ε −ε ′ = − = ( λ′ − λ ) λ λ ′ λλ ′ (a) θ ≈ 44° • Câu trả lời đúng là (a). (b) θ ≈ 54° (c) θ ≈ 64° (d) θ ≈ 74° Trả lời câu 18 Câu 19 • Ta có công thức Compton: Trong hiện tượng Compton, bước sóng của photon tới là 0,03 Å, góc tán xạ là θ = 90°. Năng θ ∆λ = 2λC sin2 = λC (1 − cosθ ) lượng mà photon truyền cho electron là: 2 • Suy ra: (a) 168 KeV ∆λ cosθ = 1 − (b) 178 KeV λC (c) 186 KeV  ∆λ  −1  0,00135nm  θ = cos  1 − −1  = cos  0,00243nm  = 63,6° 1 − (d) 196 KeV  λC    • Câu trả lời đúng là (c).
Trả lời câu 19 Trả lời câu 19 (tt) 1 1  • Động năng của electron tán xạ: K e = hc  −   λ λ + λC  1 1  K e = ε − ε ′ = hc  −   λ λ′   103 103  K e = 1240 eV.nm ×  −  • Bước sóng photon sau khi tán xạ theo góc θ =  3nm (3 + 2,43) nm  90°: = 184.972 KeV θ λ ′ = λ + 2λC sin2 = λ + λC 2 • Câu trả lời đúng là (c). Câu 20 Trả lời câu 20 Một photon có bước sóng λ = 0,0357Å tới tán xạ • Định luật Compton cho ta: Compton trên một electron tự do đang đứng 90° yên. Biết rằng góc tán xạ là θ = 90°, bước sóng λ ′ = λ + 2λC sin2 = λ + λC 2 photon sau tán xạ bằng: λ ′ = (3,57 + 2,43 ) × 10−3 nm = 0,006 nm = 0,06Å (a) 0,0477 Å • Câu trả lời đúng là (d). (b) 0,0837 Å (c) 0,0123 Å (d) 0,0597 Å