intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Kiến thức vật lý, sự ra đời môn học và nhà khoa học

Chia sẻ: Ngoclan Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST
Báo xấu
60
lượt xem 7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tổng hợp những kiến thức cơ bản của môn vật lý, các bạn cùng tham khảo nhé

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kiến thức vật lý, sự ra đời môn học và nhà khoa học

  1. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG CHÖÔNG VII: LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG. 43. HIEÄN TÖÔÏNG QUANG ÑIEÄN NGOAØI CAÙC ÑÒNH LUAÄT QUANG ÑIEÄN 1. Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi Naêm 1887,nhaø vaät lí ngöôøi Ñöùc, Heùc (Heinrich Rudolf Hertz, 1857- 1894) ñaõ laøm thí nghieäm chieáu tia töû ngoaïi vaøo moät taám keõm ban ñaàu tích ñieän aâm (sô ñoà thí nghieäm töông töï nhö Hình 43.1). Keát quaû thí nghieäm cho thaáy taám keõmbò maát ñieän tích aâm. Heùc cho raèngm tia töû ngoaïi (coù böôùc soùng ngaén)khi chieáu vaøo taám keõm, ñaõ laøm baät caùc eâlectron ra khoûi taám ñoù. Laøm thí nghieäm vôùi caùc taám kim loaïi khaùc (nhö ñoàng,nhoâm, baïc, niken, …), ngöôøi ta thaáy hieän töôïng töông töï xaûy ra. Hieän töôïng aùnh saùng laøm baät caùc eâlectron ra khoûi beà maët kim loaïi goïi laø hieään töôïng quang ñieän ngoaøi, thöôøng goïi taét laø hieän töôïng hie Hình 43.1 Thí nghieäm phaùt hieän quang ñieän. hieän töôïn g quang ñieän. Caùc eâlectron bò baät ra khoûi beà maët kim loaïi bò chieáu saùng goïi laø quang eâlectron, coøn goïi laø eâlectron quang ñieän. töôï 2. Thí nghieäm khaûo saùt ñònh löôïng hieän töôïng quang ñieän. Ñeå khaûo saùt hieän töôïng quang ñieän moät caùch ñaày ñuû, ngöôøi ta duøng teá baøo quang ñieän (Hình 43.2) Teá baøo quang ñieän laø moät bình baèng thaïch anh ñaõ huùt heát khoâng khí (teá baøo quang ñieän chaân khoâng), beân trong coù hai ñieän cöïc: anoát laø moät voøng daây kim loaïi; catoát coù daïng moät choûm caàu baèng kim loaïi maø ta caàn khaûo saùt (hoaëc moät laù kim moûng uoán thaønh nöûa hình truï). a) Thí nghieäm λ Sô ñoà thí nghieäm ñöôïc veõ treân hình 43.3. b) Keát quaû thí nghieäm vaø nhaän xeùt. * Ñoùng khoaù C vaø di chuyeån con chaïy B ñeå UAK > 0. Chieáu chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng ngaén vaøo catoât, thì xaûy ra hieän töôïng quang ñieän vaø trong maïch xuaát hieän doøng ñieän goïi laø doøng ñieän quang, taïo neân bôûi caùc eâlectron bò baät ra töø catoât. Duøng caùc kính saèc F khaùc nhau thì thaáy doøng quang ñieän xuaát hieän khi aùnh saùng chieáu vaøo catoât coù böôùc soùng nhoû hôn hoaëc baèng trò soá λ 0. • Nhö vaäy hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi λ ≤ λ 0 . Hình 43.3 Sô ñoà thí nghieäm vôùi • Giaù trò λ 0 ñöôïc goïi laø giôùi haïn quang ñieän . caùc khaûo teá baøo quang ñieän saùt chi tieát coøn cho thaáy vôùi caùc catoât laøm baèng caùc kim I loaïi khaùc nhau thì λ 0 coù caùc chò soá khaùc nhau. • Vôùi moät chuøm saùng ñôn saéc coù böôùc soùng λ ≤ λ 0 vaø coù I bh2 2 cöôøng ñoä nhaát ñònh thì söï phuï thuoäc cuûa cöôøng ñoä doøng 1 I bh1 quang ñieän I vaøo hieäu ñieän theá UAK giöõa anoât vaø catoât ñöôïc moâ taû nhö ñoàø thò 1 treân hình 43.4. • Töø ñoà thò ta thaáy: I0 + Khi UAK ≤ -Uh thì doøng quang ñieän bò trieät tieâu hoaøn toaøn (I = 0). Sôû dó nhö vaäy laø vì: eâlectroân bò baät ra töø catoât vôùi toác ñoä ban ñaàu v0max vaø ñoâïng naêng ban ñaàu wñmax’ ñaõ chòu taùc duïng cuûa- U O U1 h UAK löïc ñieän tröôøng höôùng veà catoât (do Uh gaây ra): löïc naøy ñaõ ngaên Hình 43.4. Ñaëc tuyeán voân - ampe cuûa teá baøo quang ñieän. khoâng cho eâlectron tôùi anoât ñeå gaây ra doøng quang ñieän. 3.Caùc ñònh luaät quang ñieän. Töø keát quaû cuûa caùc thí nghieäm veà hieän töôïng quang ñieän , caùc nhaø baùc hoïc ñaõ ruùt ra ba ñònh luaät sau ñaây, goïi laø caùc ñònh luaät quang ñieän . a) Ñònh luaät quang ñieän thöù nhaát( hay ñònh luaät veà giôùi haïn quang ñieän ) Hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi aùnh saùng kích thích chieáu vaøo kim loaïi coù böôùc soùng nhoû hôn hoaëc baèng böôùc soùng λ 0 . λ 0 ñöôïc goïi laø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi ñoù: 1
  2. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG λ ≤λ0 (43.2) Caùc kim loaïi khaùc nhau coù giôùi haïn quang ñieän khaùc nhau (xem baûng 43.1). Tröø kim loaïi kieàm thoå coù giôùi haïn quang ñieän trong mieàn aùnh saùng nhìn thaáy, caùc kim loaïi thöôøng duø khaùc ñeàu coù giôùi haïn quang ñieän trong mieàn töû ngoaïi. ñònh b) Ñònh luaät quang ñieän thöù hai (hay ñònh luaät veà cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø). Ñoái vôùi moãi aùnh saùng thích hôïp(coù λ ≤ λ 0), cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích. chuø Ñònh luaät quang ñieän thöù hai ñöôïc öùng duïng trong caùc maùy ño aùnh saùng. Töø vieäc ñoù cöôøng ñoä doøng quang ñieän , deã daøng suy ra cöôøng ñoä chuøm saùng caàn ño. c) Ñònh luaät quang ñieän thöù ba (hay ñònh luaät veà ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron) Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâletron khoâng phuï thuoäc cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích,maø chæ phuï thuoäc böôùc soùng aùnh saùng kích thích vaø baûn chaát cuûa kim loaïi. BAØI TAÄP 1. Neáu chieáu moät chuøm tia hoàng ngoaïi vaøo taám keõm tích ñieän aâm, thì: A. Taám keõm maát daàn ñieän tích döông. B. Taám keõm maát daàn ñieän tích aâm. C. Taám keõm trôû neân trung hoaø. D. Ñieän tích aâm cuûa taám keõm khoâng ñoåi. 2. Giôùi haïn quang ñieän cuûa moãi kim loaïi laø A. Böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích chieáu vaøo kim loaïi gaây ra hieän töôïng quang ñieän. B. Coâng thoaùt cuûa caùc eâlectron ôû beà maët kim loaïi ñoù. C. Böôùc soùng giôùi haïn cuûa aùnh saùng kích thích ñeå gaây ra hieän töôïng quang ñieän ñoái vôùi kim loaïi ñoù. D. Hieäu ñieän theá haõm. 3. Ñeå gaây ra hieän töôïng quang ñieän, böùc xaï roïi vaøo kim loaïi phaûi thoaû maõn ñieàu kieän naøo sau ñaây? A. Taàn soá lôùn hôn moät taàn soá naøo ñoù. B. Taàn soá nhoû hôn moät taàn soá naøo ñoù. C. Böôùc soùng nhoû hôn giôùi haïn quang ñieän. D. Böôùc soùng lôùn hôn giôùi haïn quang ñieän. 4. Vôùi moät böùc xaï coù böôùc soùng thích hôïp thì cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø A. Trieät tieâu, khi cöôøng ñoä chuøm saùng kích thích nhoû hôn moät giaù trò giôùi haïn. B. Tæ leä vôùi bình phöông cöôøng ñoä chuøm saùng. C. Tæ leä vôùi caên baäc hai cuûa cöôøng ñoä chuøm saùng. D. Tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä chuøm saùng. 5. Tính vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron, bieát raèng hieäu ñieän theá haõm baèng 1,8V. 44. THUYEÁT LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG LÖÔÕNG TÍNH SOÙNG – HAÏT CUÛA AÙNH SAÙNG. 1. Thuyeát löôïng töû aùnh saùng. a) Giaû thuyeát löôïng töû naêng löôïng cuûa Plaêng. Naêm 1900, nhaø vaät lí Plaêng ñaõ ñeà xöôùng giaû thuyeát veà löôïng töû naêng löôïng nhaèm giaûi thích söï phaùt vaø haáp thuï böùc xaï cuûa caùc vaät, ñaëc bieät laø caùc vaät noùng saùng (böùc xaï nhieät). Theo Plaêng thì naêng löôïng maø moãi laàn nguyeân töû hay phaân töû haáp thuï hay phaùt xaï coù giaù trò hoaøn toaøn xaùc ñònh, goïi laø löôïng töû naêng löôïng. Löôïng töû naêng löôïng, kí hieäu ε , coù giaù trò baèng: ε = hf (44.1) Trong ñoù f laø taàn soá cuûa aùnh saùng bò haáp thuï hay ñöôïc phaùt ra; h laø moät haèng soá, goïi laø haèng soá Plaêng, h= 6,625.10-34J.s. Giaû thuyeát haèng soá Plaêng ñaõ ñöôïc nhieàu söï kieän thöïc nghieäm xaùc nhaän laø ñuùng vaø laø cô sôû cuûa moät thuyeát vaät lí môùi: thuyeát löôïng töû. b) Thuyeát löôïng töû aùnh saùng. Phoâtoân. Naêm 1905, ñeå giaûi thích hieän töôïng quang ñieän, nhaø baùc hoïc Anh-xtanh, ñaõ phaùt trieån giaû thuyeát cuûa Plaêng leân moät böôùc vaø ñeà xuaát thuyeát löôïng töû aùnh saùng. Thuyeát löôïng töû aùnh saùng (coøn goïi laø thuyeát phoâtoân) coù noäi dung cô baûn nhö sau: 1. Chuøm aùnh saùng laø moät chuøm caùc phoâtoân (caùc löôïng töû aùnh saùng). Moãi phoâtoân coù naêng löôïng xaùc ñònh ε = hf (f laø taàn soá cuûa aùnh saùng ñôn saéc töông öùng). Cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng vôùi tæ leä vôùi soá phoâtoân phaùt ra trong 1 giaây. 2. Phaân töû, nguyeân töû, eâlectron … phaùt xaï hay haáp thuï aùnh saùng, cuõng coù nghóa laø chuùng phaùt xaï hay haáp thuï phoâtoân. 3. Caùc phoâtoân bay doïc theo tia saùng vôùi toác ñoä c= 3.108m/s trong chaân khoâng. 2
  3. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG Naêng löôïng cuûa moãi phoâtoân raát nhoû. Moät chuøm saùng duø yeáu cuõng chöùa raát nhieàu phoâtoân do raát nhieàu nguyeân töû, phaân töû phaùt ra. Vì vaäy ta nhìn thaáy chuøm saùng lieân tuïc. 2. Giaûi thích caùc ñònh luaät quang ñieän. a) Coâng thöùc Anh-xtanh veà hieän töôïng quang ñieän. Anh- Anh-xtanh cho raèng, hieän töôïng quang ñieän xaûy ra laø do eâlectron trong kim loaïi haáp thuï phoâtoân cuûa aùnh saùng kích thích. Phoâtoân bò haáp thuï truyeàn toaøn boä naêng löôïng cuûa noù cho eâlectron. Naêng löôïng ε naøy ñöôïc duøng ñeå: - Cung caáp cho eâlectron moät coâng A, goïi laø coâng thoaùt, ñeå eâlectron thaéng ñöôïc löïc lieân keát vôùi maïng tinh theå vaø thoaùt ra khoûi beà maët kim loaïi; - Truyeàn cho eâlectron ñoù moät ñoäng naêng ban ñaàu; - Truyeàn moät phaàn naêng löôïng cho maïng tinh theå. Neáu eâlectron naøy naèm ngay treân lôùp beà maët kim loaïi thì noù coù theå thoaùt ra ngay maø khoâng maát naêng 2 mv0 max löôïng truyeàn cho maïng tinh theå. Ñoäng naêng ban ñaàu cuûa eâlectron naøy coù giaù trò cöïc ñaïi . 2 2 mv0 max AÙp duïng ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng, ta coù: hf = A+ (44.2) 2 Ñoù laø coâng thöùc Anh-xtanh veà hieän töôïng quang ñieän. b) Giaûi thích caùc ñònh luaät quang ñieän. - Ñònh luaät thöù nhaát: Theo coâng thöùc (44.2), muoán cho hieän töôïng quang ñieän xaûy ra, nghóa laø muoán cho eâlectron baät ra khoûi beà maët kim loaïi duøng laøm catoát, thì phoâtoân cuûa chuøm saùng chieáu vaøo catoát phaûi coù c naêng löôïng lôùn hôn, hoaëc ít nhaát phaûi baèng coâng thoaùt A, nghóa laø phaûi coù hf ≥ A hay h ≥ A. Töø ñoù, suy ra λ hc λ ≤ λ0 , vôùi λ0 = . Böôùc soùng λ0 chính laø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi laøm catoât. A - Ñònh luaät thöù hai: Cöôøng ñoä cuûa doøng quang ñieän baõo hoaø tæ leä thuaän vôùi soá quang eâlectron baät ra khoûi catoât trong moät ñôn vò thôøi gian. Vôùi chuøm saùng coù khaû naêng gaây ra hieän töôïng quang ñieän, thì soá quang eâlectron bò baät ra khoûi catoât trong moät ñôn vò thôøi gian laïi tæ leä thuaän vôùi soá phoâtoân ñeán ñaäp vaøo maët catoât trong thôøi gian ñoù. Soá phoâtoân naøy tæ leä vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng tôùi. Töø ñoù suy ra, cöôøng ñoä cuûa doøng quang ñieän baõo hoaø tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng chieáu vaøo catoât. 3. Löôõng tính soùng – haït cuûa aùnh saùng a) Ñeå giaûi thích caùc hieän töôïng giao thoa, nhieãu xaï (chöông VI), ta ñaõ thöøa nhaän aùnh saùng nhìn thaáy coù tính chaát soùng. Ngoaøi ra, ta cuõng thaáy raèng tia hoàng ngoaïi, tia töû ngoaïi, tia X coù cuøng baûn chaát vôùi aùnh saùng thoâng thöôøng. Aùnh saùng laø soùng ñieän töø. Theá nhöng, ñeå giaû thích hieän töôïng quang ñieän, ta laïi phaûi thöøa nhaän raèng chuøm saùng laø moät chuømphoâtoân . Nhö vaäy, aùnh saùng vöøa coù tính chaát soùng, vöøa coù tính chaát haït. Ngöôøi ta noùi raèng, aùnh saùng coùlöôõng tính soùng-haït. g- b) Trong moãi hieän töôïng quang hoïc, aùnh saùng thöôøng theå hieän roõ moät trong hai tính chaát treân. Khi tính chaát soùng theå hieän roõ, thì tính chaát haït laïi môø nhaït, vaø ngöôïc laïi. Soùng ñieän tö øcoù böôùc soùng caøng ngaén, phoâtoân öùng vôùi noù naêng löôïng caøng lôùn thì tính chaát haït theå hieän caøng roõ, nhö ôû hieän töôïng quang ñieän, ôû khaû naêng ñaâm xuyeân, ôû taùc duïng phaùt quang …, coøn tính chaát soùng caøng môø nhaït, traùi laïi, soùng ñieän töø coù böôùc soùng caøng daøi, phoâtoân ñoái vôùi noù coù naêng löôïng caøng nhoû, thì tính chaát soùnglaïi theå hieän roõ hôn (ôû hieän töôïng giao thoa, nhieãm xaï,taùn saéc…) coøn tính chaát haït thì môø nhaït. BAØI TAÄP 1. Theo giaû thuyeát löôïng töû cuûa Plaêng thì naêng löôïng cuûa. A. Moïi eâlectron. B. Moïi nguyeân töû . C. Phaân töû moïi chaát. D. Moät chuøm saùng ñôn saéc. Phaûi luoân luoân baêng moät soá nguyeân laàn löôïng töû naêng löôïng. 2. Theo thuyeát phoâtoân cuûa Anh-xtanh, thì naêng löôïng. A. Cuûa moïi phoâtoân ñeàu baêng nhau. B. Cuûa moät phoâtoân baèng moät löôïng töû naêng löôïng. C. Giaûm daàn, khi phoâtoân caøng rôøi xa nguoàn D. Cuûa phoâtoânkhoâng phuï thuoäc böôùc soùng. 3. Coâng thöùc Anh –xtanh veà hieän töôïng quang ñieän laø. 1 c 1 c 1 c c 1 A. hf= m v0 +A0. 2 B. h = m v0 -A0. 2 C. h = m v0 max -A0. 2 D. h + = m v0 . 2 2 λ 2 λ 2 λ λ0 2 3
  4. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG 4. Chieáu moät chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng 400nm vaøo catoát baèng natri cuûa moät teá baøo quang ñieän . bieát giôùi haïn quang ñieän cuûa natri laø0,50 µ m,haõy tính vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâletron. 5. Chieáu vaøo catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän moät chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng 0,330 µ m. Bieát raèng ñeå trieät tieâu doøng quang ñieän , phaûi ñaët moät hieäu ñieän theá haõm1,38V giöõa anoât vaø catoât. Haõy xaùc ñònh coâng thoaùt cuûa electron khoûi kim loaïi vaø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi laøm catoât. 45. BAØI TAÄP VEÀ HIEÄN TÖÔÏNG QUANG ÑIEÄN Baøi taäp 1: Chieáu moät chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng λ = 0,489 µ m leân moät taám kim loaïi kali duøng laøm catoát cuûa teá baøo quang ñieän. Bieát coâng thoaùt eâlectron cuûa kali laø 2,15eV. a) Tính giôùi haïn quang ñieän cuûa kali. b) Tính vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron baén ra töø catoât. c) Tính hieäu ñieän theá haõm. d) Bieát cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø Ibh= 5mA vaø coâng suaát cuûa chuøm aùnh saùng chieáu vaøo catoât laø P = 1,25W. Haõy tính hieäu suaát löôïng töû (tæ soá giöõa quang eâlectron böùt ra khoûi kim loaïi vaø soá phoâtoân tôùi maët kim loaïi). Baøi taäp 2: Khi chieáu vaøo moät taám kim loaïi moät chuøm aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng 0,20 µ m. Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron laø 8.10-19J. Hoûi khi chieáu vaøo taám kim loaïi ñoù laàn löôït hai chuøm saùng ñôn saéc coù böôùc soùng λ1 = 0,40 µ m vaø λ2 = 0,10 µ m, thì coù xaûy ra hieän töôïng quang ñieän khoâng? Neáu coù, haõy xaùc ñònh vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron. Baøi taäp 3: Coâng thoaùt eâlectron khoûi ñoàng laø 4,47eV. a) Tính giôùi haïn quang ñieän cuûa ñoàng. b) Khi chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,14 µ m vaøo moät quaû caàu baèng ñoàng ñaët xa caùc vaät khaùc thì quaû caàu ñöôïc tích ñieän ñeán hieäu ñieän theá cöïc ñaïi laø bao nhieâu? Vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron laø bao nhieâu? c) Chieáu moät böùc xaï ñieän töø vaøo moät quaû caàu baèng ñoàng ñaët xa caùc vaät khaùc thì quaû caàu ñaït ñöôïc ñieän theá cöïc ñaïi 3V. Haõy tính böôùc soùng cuûa böùc xaï vaø vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron? 46. HIEÄN TÖÔÏNG QUANG ÑIEÄN TRONG QUANG ÑIEÄN TRÔÛ VAØ PIN QUANG ÑIEÄN 1. Hieän töôïng quang ñieän trong a) Hieän töôïng quang ñieän trong Khi baùn daãn tinh khieát ñöôïc chieáu baèng chuøm aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng thích hôïp, thì moät soá eâlectron lieân keát trong baùn daãn coù theå böùt ra khoûi caùc nguyeân töû baùn daãn vaø chuyeån ñoäng töï do trong khoái baùn daãn ñoù. Ñoàng thôøi, coù moät soá löôïng nhö vaäy caùc loã troáng ñöôïc taïo ra vaø tham gia vaøo quaù trình daãn ñieän. Hieän töôïng taïo thaønh caùc eâlectron daãn vaø loã troáng trong baùn daãn, do taùc duïng cuûa aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp, goïi laø hieän töôïng quang ñieän trong (ñeå phaân bieät vôùi hieän töôïng quang ñieän ngoaøi ñaõ xeùt ôû Baøi 43). Muoán gaây ñöôïc hieän töôïng quang ñieän trong thì aùnh saùng kích thích phaûi coù böôùc soùng nhoû hôn hoaëc baèng moät giaù trò λ0 , goïi laø giôùi haïn quang ñieän cuûa baùn daãn. Vì naêng löôïng caàn thieát ñeå giaûi phoùng eâlectron lieân keát trong baùn daãn thöôøng nhoû hôn coâng thoaùt A cuûa eâlectron töø maët kim loaïi, neân giôùi haïn quang ñieän cuûa nhieàu baùn daãn naèm trong vuøng aùnh saùng hoàng ngoaïi. Chaúng haïn vôùi Ge thì λ0 = 1,88 µ m; vôùi Si: λ0 = 1,11 µ m; vôùi CdS: λ0 = 0,90 µ m. b) Hieän töôïng quang daãn Ta ñaõ bieát (SGK Vaät lí 11 naâng cao), ñieän trôû suaát cuûa baùn daãn, nhö Si, Ge, Se, CdS, PbS…, giaûm ñi khi bò aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo. Hieän töôïng giaûm ñieän trôû suaát, töùc laø taêng ñoä daãn ñieän cuûa baùn daãn, khi coù aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo goïi laø hieän töôïng quang daãn. Hieän töôïng quang daãn ñöôïc giaûi thích döïa treân hieän töôïng quang daãn trong. Khi baùn daãn chieáu baèng chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp, thì trong baùn daãn coù theâm eâlectron daãn vaø loã troáng ñöôïc taïo thaønh. 4
  5. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG Do ñoù, maät ñoä haït taûi ñieän trong baùn daãn taêng, ñoä daãn ñieän cuûa baùn daãn taêng, töùc laø ñieän trôû suaát cuûa noù giaûm. Cöôøng ñoä aùnh saùng chieáu vaøo baùn daãn caøng maïnh thì ñieän trôû suaát cuûa noù caøng nhoû. Ngöôøi ta thöôøng noùi caùc baùn daãn ñoù coù tính quang daãn. 2. Quang ñieän trôû Quang ñieän trôû ñöôïc cheá taïo döïa treân hieäu öùng quang ñieän trong. Ñoù laø taám baùn daãn coù giaù trò ñieän trôû thay ñoåi khi cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng chieáu vaøo noù thay ñoåi. Sô ñoà moät maïch ñieän duøng quang ñieän trôû ñöôïc veõ treân Hình 46.1. Khi treân lôùp baùn daãn chöa coù aùnh saùng roïi vaøo, trong maïch coù moät doøng ñieän nhoû goïi laø doøng toái. Noù phuï thuoäc vaøo ñieän trôû thuaàn cuûa quang ñieän trôû vaø hieäu ñieän theá ñaët vaøo hai ñieän cöïc. Khi ta roïi saùng lôùp baùn daãn, cöôøng ñoä doøng ñieän qua noù phuï thuoäc cöôøng ñoä chuøm saùng vaø hieäu ñieän theá giöõa hai ñieän cöïc. Quang ñieän trôû thöôøng ñöôïc laép vaøo caùc maïch khueách ñaïi trong caùc thieát bò ñieàu khieån baèng aùnh saùng, trong caùc maùy ño aùnh saùng. 3. Pin quang ñieän Pin quang ñieän laø nguoàn ñieän, trong ñoù quang naêng ñöôïc bieán ñoåi tröïc tieáp thaønh ñieän naêng. Hoaït ñoäng cuûa pin döïa treân hieän töôïng quang ñieän trong cuûa moät soá chaát baùn daãn nhö ñoàng oâxit, seâlen, silic, … Caáu taïo cuûa pin quang ñieän goàm moät taám baùn daãn loaïi n, beân treân coù phuû moät lôùp moûng baùn daãn loaïi p. Maët treân cuøng laø moät lôùp kim loaïi moûng trong suoát vôùi aùnh saùng vaø döôùi cuøng laø moät ñeá kim loaïi (Hình 46.2). Caùc lôùp kim loaïi naøy ñoùng vai troø caùc ñieän cöïc. Lôùp tieáp xuùc p-n ñöôïc hình thaønh giöõa hai baùn daãn. Khi aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp ( λ ≤ λ0 ) chieáu vaøo lôùp kim loaïi moûng ôû treân cuøng thì aùnh saùng seõ ñi xuyeân qua lôùp naøy vaøo lôùp baùn daãn loaïi p, gaây ra hieän töôïng quang ñieän trong vaø giaûi phoùng ra caùc caëp eâlectron vaø loã troáng. Ñieän tröôøng ôû lôùp chuyeån tieáp p-n ñaåy caùc loã troáng veà phía caùc baùn daãn loaïi p vaø ñaåy caùc eâlectron veà phía baùn daãn loaïi n. Do ñoù, lôùp baùn daãn moûng treân lôùp baùn daãn loaïi p seõ nhieãm ñieän döông vaø trôû thaønh ñieän cöïc döông cuûa pin, coøn ñeá kim loaïi döôùi baùn daãn loaïi n seõ nhieãm ñieän aâm vaø trôû thaønh ñieän cöïc aâm (Hình 46.2). Suaát ñieän ñoäng cuûa pin quang ñieän thöôøng coù giaù trò töø 0,5V ñeán 0,8V. Pin quang ñieän ñaõ trôû thaønh nguoàn cung caáp ñieän naêng cho caùc vuøng saâu, vuøng xa ôû nöôùc ta, treân caùc veä tinh nhaân taïo, con taøu vuõ truï, trong caùc maùy ño aùnh saùng, maùy tính boû tuùi, … BAØI TAÄP 1. Hieän töôïng quang daãn laø ht A. Ñieän trôû cuûa moät chaát baùn daãn taêng khi ñöôïc chieáu saùng. B. Ñieän trôû cuûa moät kim loaïi giaûm khi ñöôïc chieáu saùng. C. Ñieän trôû cuûa moät chaát baùn daãn giaûm khi ñöôïc chieáu saùng. D. Truyeàn daãn aùnh saùng theo caùc sôïi quang uoán cong moät caùch baát kì. 2. Theo ñònh nghóa, hieän töôïng quang ñieän trong laø A. Hieän töôïng quang ñieän xaûy ra ôû beân trong ôû khoái kim loaïi. B. Hieän töôïng quang ñieän xaûy ra ôû beân trong ôû khoái ñieän moâi. C. Nguyeân nhaân sinh ra hieän töôïng quang daãn. D. Söï giaûi phoùng caùc eâlectron lieân keát ñeå chuùng trôû thaønh eâlectron daãn nhôø taùc duïng cuûa moät böùc xaï ñieän töø. 3. Pin quang ñieän laø nguoàn ñieän, trong ñoù A. Quang naêng ñöôïc bieán ñoåi tröïc tieáp thaønh ñieän naêng. B. Naêng löôïng Maët Trôøi ñöôïc bieán ñoåi toaøn boä thaønh ñieän naêng. C. Moät teá baøo quang ñieän ñöôïc duøng laøm maùy phaùt ñieän. D. Moät quang ñieän trôû, khi ñöôïc chieáu saùng thì trôû thaønh moät maùy phaùt ñieän. 47. MAÃU NGUYEÂN TÖÛ BO VAØ QUANG PHOÅ VAÏCH CUÛA NGUYEÂN TÖÛ HIÑROÂ 1. Maãu nguyeân töû Bo Naêm 1913, khi vaän duïng thuyeát löôïng töû ñeå giaûi thích söï taïo thaønh quang phoå cuûa nguyeân töû ñôn giaûn nhaát laø Hiñroâ, nhaø vaät lí Bo ñaõ boå sung vaøo maãu haønh tinh nguyeân töû cuûa Rô-dô-pho hai giaû thuyeát sau ñaây, veà sau ñöôïc goïi laø caùc tieàn ñeà cuûa Bo. ñeà a) Tieàn ñeà vaø traïng thaùi döøng Nguyeân töû chæ toàn taïi trong moät soá traïng thaùi coù naêng löôïng xaùc ñònh En goïi laø caùc traïng thaùi döøng. ÔÛ 5
  6. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG caùc traïng thaùi döøng, nguyeân töû khoâng böùc xaï. Bình thöôøng, nguyeân töû ôû traïng thaùi döøng coù naêng löôïng thaáp nhaát goïi laø traïng thaùi cô baûn. Khi haáp thuï naêng löôïng thì nguyeân töû chuyeån leân caùc traïng thaùi döøng coù naêng löôïng cao hôn, goïi laø traïng thaùi kích thích. Thôøi gian soáng trung bình cuûa caùc nguyeân töû trong caùc traïng thaùi kích thích raát ngaén (chæ vaøo côõ 10-8s). Sau ñoù nguyeân töû chuyeån veà caùc traïng thaùi döøng coù naêng löôïng thaáp hôn vaø cuoái cuøng veà traïng thaùi cô baûn. Trong caùc traïng thaùi döøng cuûa nguyeân töû, eâlectron chuyeån ñoäng quanh haït nhaân treân caùc quyõ ñaïo coù baùn kính hoaøn toaøn xaùc ñònh, goïi laø caùc quyõ ñaïo döøng. Bo ñaõ tìm ñöôïc coâng thöùc tính baùn kính cuûa quyõ ñaïo döøng cuûa eâlectron trong nguyeân töû hiñroâ: 2 r n= n r 0 (47.1) vôùi n laø soá nguyeân vaø r0= 5,3.10-11m, goïi laø baùn kính Bo. Ñoù chính laø baùn kính cuûa quyõ ñaïo eâlectron öùng vôùi traïng thaùi cô baûn cuûa nguyeân töû. Ngöôøi ta ñaët teân cho quyõ ñaïo döøng cuûa eâlectron ñoái vôùi n khaùc nhau nhö sau: n 1 2 3 4 5 6 Teân K L M N O P b) Tieàn ñeà veà söï böùc xaï vaø haáp thuï naêng löôïng cuûa nguyeân töû Khi nguyeân töû chuyeån töø traïng thaùi döøng coù naêng löôïng En sang traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em nhoû hôn thì nguyeân töû phaùt ra moät phoâtoân coù naêng löôïng ñuùng baèng hieäu En- Em. En- Em = hf (47.2) (h laø haèng soá Plaêng: n, m laø nhöõng soá nguyeân) Ngöôïc laïi, neáu nguyeân töû ñang ôû traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em maø haáp thuï moät phoâtoân coù naêng löôïng hf ñuùng baèng hieäu En- Em thì noù chuyeån sang traïng thaùi döøng coù naêng löôïng En lôùn hôn. Teân ñeà naøy cho thaáy, neáu moät nguyeân töû haáp thuï ñöôïc moät phoâtoân coù naêng löôïng hf ñuùng baèng hieäu En- Em thì noù chuyeån leân traïng thaùi döøng coù naêng löôïng cao En (Hình 47.1). Ñieàu naøy giaûi thích ñöôïc söï ñaûo vaïch quang phoå (Baøi 39). Söï phaùt vaø haáp thuï phoâtoân bôûi nguyeân töû ñöôïc bieåu dieãn treân sô ñoà ôû Hình 47.1, trong ñoù caùc ñöôøng naèm ngang, coù ghi caùc kí hieäu En. Em ôû beân caïnh, bieåu dieãn caùc traïng thaùi döøng cuûa nguyeân töû coù naêng löôïng En. Em ; caùc ñöôøng naøy goïi laø caùc möùc naêng löôïng. Söï chuyeån möùc naêng löôïng ñöôïc bieåu thò baèng muõi teân. Söï chuyeån töø traïng thaùi döøng Em sang traïng thaùi döøng En öùng vôùi söï nhaûy cuûa eâlectron töø quyõ ñaïo döøng coù baùn kính rm sang quyõ ñaïo döøng coù baùn kính rn vaø ngöôïc laïi. 2. Quang phoå vaïch cuûa nguyeân töû hiñroâ a) Khi khaûo saùt thöïc nghieäm quang phoå cuûa nguyeân töû hiñroâ, ngöôøi ta thaáy caùc vaïch phaùt xaï cuûa nguyeân töû hiñroâ saép xeáp thaønh caùc daõy khaùc nhau. Trong mieàn töû ngoaïi coù moät daõy, goïi laø daõy Lai-man (Lyman). Daõy thöù hai, goïi laø daõy Ban-me (Balmer), goàm caùc vaïch naèm trong mieàn töû ngoaïi vaø moät soá vaïch naèm trong mieàn aùnh saùng nhìn thaáy laø: vaïch ñoû Hα ( λα = 0,6563 µ m), vaïch lam H β ( λβ = 0,4861 µ m), vaïch chaøm H γ ( λγ = 0,4340 µ m) vaø vaïch tím Hδ ( λδ = 0,4120 µ m) (Hình 47.2). Trong mieàn hoàng ngoaïi coù daõy goïi laø daõy Pa-sen (Paschen). b) Maãu nguyeân töû Bo giaûi thích ñöôïc caáu truùc quang phoå vaïch cuûa hiñroâ caû veà ñònh tính laãn ñònh löôïng. Khi nhaän ñöôïc naêng löôïng kích thích, caùc nguyeân töû hiñroâ chuyeån töø traïng thaùi cô baûn E1 leân caùc traïng thaùi kích thích khaùc nhau, töùc laø eâlectron chuyeån töø quyõ ñaïo döøng K (gaàn haït nhaân nhaát) ra caùc quõy ñaïo döøng ôû phía ngoaøi. Khi chuyeån veà traïng thaùi cô baûn, caùc nguyeân töû hiñroâ seõ phaùt ra caùc phoâtoân (caùc böùc xaï) coù taàn soá khaùc nhau. Vì vaäy, quang phoå cuûa hiñroâ laø quang phoå vaïch. 6
  7. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG Daõy Ban-me Daõy Lai - man (töû ngoaïi) Daõy Pa-sen (hoàng ngoaïi) P n =6 O n =5 N n =4 M n =3 L n =2 K n =1 HÌnh 47.3. Sô ñoà chuyeån electron töø quyõ ñaïo naøy sang quyõ ñaïo khaùc khi taïo thaøn h caùc daõy quang phoå cuûa hiñroâ ( veõ phoûn g chöøng caùc baùn kính). Daõy Lai-man ñöôïc taïo thaønh khi eâlectron chuyeån töø caùc quyõ ñaïo döøng beân ngoaøi veà quyõ ñaïo K (Hình 47.3): L → K; M → K; N → K… Daõy Ban-me ñöôïc taïo thaønh khi eâlectron töø caùc quyõ ñaïo ôû phía ngoaøi chuyeån veà quyõ ñaïo L: M → L (vaïch ñoû Hα ); N → L (vaïch lam H β ); O → L (vaïch chaøm H γ ); P → L (vaïch tím Hδ )…… Daõy Pa-sen ñöôïc taïo thaønh khi eâlectron töø caùc quyõ ñaïo ôû phía ngoaøi chuyeån veà quyõ ñaïo M … Keát quûa tính toaùn cuûa boán vaïch nhìn thaáy Hα , H β , H γ vaø Hδ cuûa quang phoå vaïch cuûa hiñroâ truøng vôùi caùc keát quaû thöïc nghieäm. Sô ñoà chuyeån möùc naêng löôïng cuûa nguyeân töû hiñroâ khi taïo thaønh caùc daõy quang phoå ñöôïc bieåu dieãn treân Hình 47.4. P O N M E3 δ γ β α L E2 E K E1 Lai - man Ban - me Pa - sen Hình 47.4. Sô ñoà chuyeån möùc naêng löôïn g cuûa nguyeân töû Hiñroâ khi taïo thaøn h caùc daõy quang phoå BAØI TAÄP 1. Traïng thaùi döøng cuûa moät nguyeân töû laø A. Traïng thaùi ñöùng yeân cuûa nguyeân töû. B. Traïng thaùi chuyeån ñoäng ñeàu cuûa nguyeân töû. C. Traïng thaùi trong ñoù moïi eâlectron cuûa nguyeân töû ñeàu khoâng chuyeån ñoäng ñoái vôùi haït nhaân. D. Moät trong soá caùc traïng thaùi coù naêng löôïng xaùc ñònh, maø nguyeân töû coù theå toàn taïi. 2. ÔÛ traïng thaùi döøng, nguyeân töû A. Khoâng böùc xaï vaø khoâng haáp thuï naêng löôïng. 7
  8. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG B. Khoâng böùc xaï, nhöng coù theå haáp thuï naêng löôïng. C. Khoâng haáp thuï nhöng coù theå böùc xaï naêng löôïng. D. Vaãn coù theå haáp thuï vaø coù theå böùc xaï naêng löôïng. 3. Daõy Ban-me öùng vôùi söï chuyeån eâlectron töø quyõ ñaïo ôû xa haït nhaân veà quyõ ñaïo naøo sau ñaây? A. Quyõ ñaïo K. B. Quyõ ñaïo L. B. Quyõ ñaïo M D. Quyõ ñaïo N. 4. Böôùc soùng cuûa vaïch quang phoå thöù nhaát trong daõy Lai-man laø λ0 = 122nm, cuûa hai vaïch Hα , H β laàn löôït laø λ1 = 0,656 µ m vaø λ2 = 0,486 µ m. Haõy tính böôùc soùng hai vaïch tieáp theo trong daõy Lai-man vaø vaïch ñaàu tieân trong daõy Pa-sen. 48. HAÁP THUÏ VAØ PHAÛN XAÏ LOÏC LÖÔÏNG AÙNH SAÙNG MAØU SAÉC CAÙC VAÄT VA thuï 1. Haáp thuï aùnh saùng Thöïc nghieäm chöùng toû raèng, khi moät chuøm aùnh saùng ñi qua moät moâi tröôøng vaät chaát baát kì, thì cöôøng ñoä chuøm saùng bò giaûm. Moät phaàn naêng löôïng cuûa chuøm saùng ñaõ bò haáp thuï vaø bieán thaønh noäi naêng cuûa moâi tröôøng. Haáp thuï aùnh saùng laø hieän töôïng moâi tröôøng vaät chaát laøm giaûm cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng truyeàn qua noù. a) Ñònh luaät veà söï haáp thuï aùnh saùng Vieäc khaûo saùt ñònh löôïng söï haáp thuï aùnh saùng ñaõ cho thaáy: Cöôøng ñoä I cuûa chuøm saùng ñôn saéc khi truyeàn qua moâi tröôøng haáp thuï, giaûm theo ñònh luaät haøm muõ cuûa ñoä daøi d cuûa ñöôøng ñi tia saùng: I = I 0 e−α d (Hình 48.1) vôùi I0 laø cöôøng ñoä chuøm saùng tôùi moâi tröôøng α ñöôïc goïi laø heä soá haáp thuï cuûa moâi tröôøng. b) Haáp thuï loïc löïa. Ta ñaõ bieát (Baøi 39), khi cho chuøm aùnh saùng traéng ñi qua moät chaát naøo ñoù, ta quan saùt thaáy quang phoå haáp thuï (vaïch haáp thuï hay ñaùm haáp thuï) treân quang phoå cuûa aùnh saùng traéng maát ñi moät soá vaïch öùng vôùi caùc böôùc soùng ñaëc tröng cho chaát ñang xeùt. Ñieàu ñoù chöùng toû, caùc aùnh saùng coù böôùc soùng khaùc nhau thì bò moâi tröôøng haáp thuï nhieàu, ít khaùc nhau. Noùi caùch khaùc, söï haáp thuï aùnh saùng cuûa moät moâi tröôøng coù tính choïn loïc, heä soá haáp thuï cuûa moâi tröôøng phuï thuoäc vaøo böôùc soùng aùnh saùng. Moïi chaát ñeàu haáp thuï coù choïn loïc aùnh saùng, nhöng chaát haàu nhö khoâng haáp thuï aùnh saùng trong mieàn naøo cuûa quang phoå ñöôïc goïi laø gaàn trong suoát vôùiû mieàn quang phoå ñoù. Nhöõng vaät khoâng haáp thuï aùnh saùng trong mieàn nhieàn thaáy cuûa quang phoå ñöôïc goïi laø vaät trong suoát khoâng maøu (chaúng haïn, nöôùc nguyeân chaát,khoâng khí, thuyû tinh khoâng maøu …) nhöõng vaät haáp thuï hoaøn toaøn moïi aùnh saùng nhìn thaáy thì coù maøu ñen. Nhöõng vaät haáp thuï loïc löïa aùnh saùng trong mieàn nhìn thaáythì ñöôïc goïi laø vaät trong suoát coù maøu. 2. 2 Phaûn xaï (hoaëc taùn xaï) loïc löïa.Maøu saéc caùc laät. ÔÛ moät soá vaät, khaû naêng phaûn xaï (hoaëc taùn xaï) aùnh saùng maïnh yeáu khaùc nhau phuï thuoäc vaøo böôùc soùng aùnh saùng tôùi. Coù nhöõng vaät phaûn xaï(hoaëc taùn xaï) yeáu caùc aùnh saùng ngaén, chaúng haïn moät taám ñoàng coù maët ñaùnh boùng (xem baûng 48.1). Ñoù laø söï phaûn xaï (hoaëc taùn xaï) loïc löïa. Khi chieáu moät chuøm saùng traéng vaøo moät vaät coùkhaû naêng phaûn xaï (hoaëc taùn xaï) loïc löïa, neân aùnh saùng phaûn xaï (hoaëc taùn xaï) laø aùnh saùng maøu. Ñieàu ñoù giaûi thích taïi sao caùc vaät coù maøu saéc khaùc nhau. Caùc vaät theå khaùc nhau coù maøu saéc khaùc nhau laø do chuùng ñöôïc caáu taïo töø nhöõng vaät lieäu khaùc nhau. Khi ta chieáu aùnh saùng traéng vaøo vaät, vaät haáp thuï moät soâas ñôn saéc vaø phaûn xaï, taùn xaï, hoaëc truyeàn qua caùc aùnh saùng ñôn saéc khaùc. Taám goã sôn mau ñoû haâp thuï aùnh saùng maøu lam luïc vaø taùn xa aùnh saùng maøu ñoû. Do ñoù, neáu chieáu moät chuøm aùnh saùng traéng vaøo taám goã ñoù thì ta thaáy noù coù maøu ñoû cuûa taám goã ï Nhöng neáu chieáu vaøo taám goã ñoù laø moät chuøm aùnh saùng lam hoaëc tím thì noù haäp thuï hoaøn toaøn chuøm aùnh saùng ñoù vaø noù trôû thaønh coù maøu ñen. Vaäy maøu saéc caùc vaät coøn phuï thuoäc maøu saéc cuûa aùnh saùng roïi vaøo noù vaø khi noùi moät vaät coù maøu naøy hay maøu khaáct ñaõ giaû ñònh noù ñöôïc chieáu saùng baèng chuøm aùnh saùng traéng. BAØI TAÄP 1.Cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng ñôn saéc truyeàn qua moâi tröôøng haáp thuï. A. giaûm tæ leä vôùi ñoä daøi ñöôøng ñi cuûa tia saùng. B. giaûm tæ leä vôùi bình phöông ñoä daøi ñöôøng ñi cuûa tia saùng. C. giaûm theo ñònh luaät haøm muõ cuûa ñoä daøi ñöôøng ñi cuûa tia saùng. 8
  9. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG D. giaûm theotæ leä nghòch vôùi ñoä daøi ñöôøng ñi cuûa tia saùng. 2. Khi chieáu vaøo taám bìa ño ûchuøm aùnh saùng tím, ta thaáy taám bìa coù maøu A. tím B. ñoû. C. vaøng D. ñen. 49. SÖÏ PHAÙT QUANG SÔ LÖÔÏC VEÀ LAZE 1. Hieän töôïng phaùt quang a) Söï phaùt quang * Söï phaùt quang laø moät daïng phaùt aùnh saùng raát phoå bieán trong töï nhieân. Coù moät soá chaát (ôû theå raén,loûng hoaëc khí) khi haáp thuï naêng löôïng döôùi moät daïng naøo ñoù, thì khaû naêng phaùt ra caùc böùc xaï töø trong mieàn aùnh saùng nhìn thaáy. Caùc hieän töôïng ñoù ñöôïc goïi laø söï phaùt quang. Söï phaùt saùng cuûa ñom ñoùm, Söï phaùt saùng cuûa phoâtpho bò oâxi hoaù trong khoâng khí, Söï phaùt saùng cuûamoät soá chaát hôi vaø chaát raén khi ñöôïc chieáu saùng baèng tia töû ngoaïi … laø nhöõnh ví duï ñieån hình veà söï phaùt quang. * Söï phaùt quang coù nhieàu ñaëc ñieåm khaùc bieät vôùi caùc hieän töôïng phaùt aùnh saùng khaùc, trong soá ñoù phaûi keå ñeán hai ñaëc ñieåm quan troïng: -Moät laø, böùc xaï phaùt quang laø böùc xaï rieângcuûa vaät : moãi chaát phaùt quang coù moät quang phoå ñaëc tröng cho noù. - Hai laø, sau khi ngöøng kích thích, söï phaùt quang cuûa moät soá chaát coøn tieáp tuïc keùo daøi theâm moät khoaûng thôøi gian naøo ñoù, roài môùi ngöøng haún . Khoaûng thôøi gian töø luùc ngöng kích thích cho ñeán luùc ngöøng phaùt quang goïi laø thôøi gian phaùt quang maø thôøi gian phaùt quang coù theå keùo daøi ñeán 10-10s ñeán vaøi ng b,Caùc daïng quang phaùt quang: laâm quang vaø huyønh quang quang. Moät soá chaát coù khaû naêng haáp thuï aùnh saùng kích thích coù böôùc soùng naøy ñeå phaùt ra aùnh saùng coù böôùc soùng khaùc. Hieän töôïng ñoù goïi laø hieän töôïng quang phaùt quang. Ngöôøi ta thaáy coù hai loaïi quang phaùt quang, tuyø theo thôøi gian phaùt quang : ñoù laø huyønh quang vaø laâm quang. * Huyønh quang laø söï phaùt quang coù thôøi giang phaùt ngaén ( 10 -8s) nghóa laø aùnh saùng phaùt quang haàu nhö taét ngay sau khi taét aùnh saùng kích thích. Noù thöôøng xaûy ra vôùi chaát loûng vaø chaát khí. * Laâm quang laø phaùt quang coù thôøi gian phaùt quang daøi( 10-8s trôû leân ) ; noù thöông xaûy ra vôùi chaát raén. Caùc chaát raén phaùt quang loaïi naøy goïi laø chaát laâm quang. c. Ñònh luaät Xtoác veà söï phaùt quang Aùnh saùng phaùt quang coù böôc soùng λ / daøi hôn böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích λ : λ / > λ . d. ÖÙng duïng. Caùc loaïi hieän töôïng phaùt quangcoù daát nhieàu öùng duïng trong khoa hoïc, kó thuaät vaø ñôøi soáng nhö söû duïng trong caùc ñeøn oáng ñeå thaép saùng, trong caùc maøn hình cuûa dao ñoäng ñoäng kí ñieän töû, cuûa ti vi, maùy tính, söû duïng sôn phaùt quang queùt treân caùc bieån baùo giao thoâng. 2.Sô löôïc veà Laze a) Naêm 1958 caùc nhaø baùc hoïc Nga vaø Mó, nghieân cöùu ñoäc laäp vôùi nhau, ñaõ cheá taïo thaønh coâng laze ñaàu tieân. Ñoù laø moät moät loaïi nguoàn saùng môùi , phaùt ra chuøm saùng goïin laø tia laze, coù ñaëc ñieåm khaùc haún vôùi caùc chuøm saùng thoâng thöôøng: ∆f - Tia laze coù tính ñôn saéc raát cao. Ñoä sai leäch töông ñoái cuûa taàn soá aùnh saùng do laze phaùt ra coù f theå chæ baèng10-15. - Tia laze laø chuøm saùng keát hôïp (caùc Phoâtoân trong chuøm coù cuøng taàn soá vaø cuøng pha). - Tia laze laø chuøm saùng song song ( coù tính ñònh höôùng cao). - Tia laze coù cöôøng ñoä lôùn. Chaúng haïn, Tia laze rubi (hoàng ngoïc)coù cöôøng ñoä tôùi 106w/cm2. Nhö vaäy coù theå xem laze laø moät nguoàn saùng phaùt ra chuøm saùng song song, keát hôïp, coù tính ñôn saéc raát cao. Nguyeân taéc phaùt quang cuûa laze döïa treân vieäc öùng duïng hieän töôïng phaùt xaï caûm öùng (xem baøi ñoïc theâm). laze. b) Caùc loaïi laze Laze ñöôïc cheá taïo ñaàu tieân laø laze hoàng ngoïc (zubi). Ngaøy nay, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ñöôïc haøng chuïc loaïi laze raén khaùc nhau, trong soá ñoù coù nhöõng loaïi coâng suaát lôùn nhö laze thuyû tinh pha neâoñin coù theå ñaït coâng suaát 20 tæ oaùt moãi xung. Ngoaøi laze raén coøn coù laze khí ( laze He-Ne, CO2, Ar, N2....). Ñaëc bieät, phaûi keå ñeán caùc loaïi laze ban daãn laø loaïi ñöôïc duøng phoå bieán nhaát hieän nay. c) Moät soá öùng duïng cuûa laze 9
  10. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG - Tia laze coù öu theá ñaëc bieät trong thoâng tin lieân laïc voâ tuyeán (nhö truyeàn thoâng tin baèng caùp quang, voâ tuyeán ñònh vò, ñieàu khieån con taøu vuõ truï,…). - Tia laze ñöôïc duøng nhö dao ñoäng moå trong phaãu thuaät maét, ñeå chöõa caùc beänh ngoaøi da (nhôø taùc duïng nhieät)…. - Tia laze ñöôïc duøng trong caùc ñaàu ñoïc ñóa CD buùt troû baûng… - Ngoaøi ra, Tia laze coøn ñöôïc duøng ñeå khoa, caét, toâi… chính xaùc caùc vaät lieäu trong coâng nghieäp. BAØI TAÄP 1.Aùnh saùng huyønh quang laø aùnh saùng A. Toàn taïi trong thôøi gian daøi hôn 10-8s sau khi taét aùnh saùng kích thích. B. Haàu nhö taét ngay sau khi taét aùnh saùng kích thích. C. Coù böôùc soùng nhoû hôn böôùc soùng aùnh saùng kích thích. D. Do coù tinh theå phaùt ra, khi ñöôïc kích thích baèng aùnh saùng maët trôøi. 2. Aùnh saùng laâm quang laø aùnh saùng A. Ñöôïc phaùt ra bôûi caû chaát raén, chaát loûng laãn chaát khí. B. Haàu nhö taét ngay sau khi taét aùnh saùng kích thích. C. Coù theå toàn taïi trong thôøi gian daøi hôn 10-8s sau khi taét aùnh saùng kích thích. D. Coù böôùc soùng nhoû hôn böôùc soùng aùnh saùng kích thích. TOÙM TAÉT CHÖÔNG VII 1.Khi moät chuøm aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo maët moät taám kim loaïi thì caùc eâlectron ôû maët kim loaïi bò baät ra, 1. ñoù laø hieän töôïng quang ñieän ngoaøi, goïi taét laø hieän töôïng quang ñieän. 2. Caùc ñònh luaät quang ñieän a) Ñònh luaät 1. Hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi aùnh saùng kích thích chieáu vaøo kim loaïi coù böôùc song nhoû hôn hoaëc baèng böôùc soùng λ0 ; λ0 ñöôïc goïi laø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi ñoù: λ ≤ λ0 . b. Ñònh luaät 2. Ñoái vôùi moãi aùnh saùng thích hôïp ( λ ≤ λ0 ), cöôøng ñoä doøng quang baõo hoaø tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích. c . Ñònh luaät 3. Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron khoâng phu thuoäc cöôøng ñoä cuaûchuøm saùng kích thích, maø chæ phuï thuoäc böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích vaø baûn chaát cuûa kim loaïi. 3.Thuyeát löôïng töû aùnh saùng Chuøm aùnh saùng laø moät chuøm haït, moãi haït laø moät phoâtoân coù toác ñoä ε =3.108m/s, mang moät naêng löôïng e=hf, chæ phuï thuoäc taàn soá f cuûa aùnh saùng, maø khoâng phuï thuoäc khoaûng caùc töø noù ñeán nguoàn saùng. Cöôøng ñoä chuøm saùng tæ leä vôùi soá phoâtoân phaùt ra trong moät ñôn vò thôøi gian. 4. AÙnh saùng coù löôõng tính soùng- haït. Tính chaát soùng theå hieän roõ vôùi aùnh saùng vaø caùc böùc xaï ñieän töø coù böôùc ng g- soùng daøi, coøn tính chaát haït theå hieän roõ vôùi aùnh saùng coù böôùc soùng ngaén. 5. Coâng thöùc Anh –xtanh veà hieän töôïng quang ñieän ñieä 2 mv0 max hf = A + 2 trong ñoù f laø taàn soá aùnh saùng, A laø coâng thoaùt eâlectron khoûi kim loaïi, v0max laø vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa eâlectron quang ñieän. 6. Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi ñöôïc öùng duïng trong caùc teá baøo quang ñieän, trong caùc duïng cuï ñeå bieán ñoåi caùc tín hieäu aùnh saùng thaønh tín hieäu ñieän. 7. Trong hieän töôïng quang ñieän trong, aùnh saùng giaûi phoùng caùc eâlectron lieân keát ñeå taïo thaønh caùc eâlectron daãn vaøo loã troáng tham gia quaù trình daãn ñieän. Hieän töôïng quang daãn laø hieän töôïng ñieän trôû suaát cuûa baùn daãn giaûm khi bò chieáu saùng. Hieän töôïng quang ñieän trong vaø quang daãn ñöôïc öùng duïng trong caùc quang ñieän trôû, pin quang ñieän . 8.Maãu nguyeân töû Bo Caùc tieàn ñeà Bo. 1.Nguyeân töû chæ toàn taûi trong caùc traïng thaùi döøng coù naêng löôïng xaùc ñònh. Khi ôû traïng thaùi döøng, nguyeân töû 1. khoâng böùc xaï. 2. Khi chuyeån töø traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em sang traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em < En thì nguyeân töû phaùt ra phoâtoân coù taàn soà ñöôïc xaùc ñònh bôûi: Em - En = hf h laø haèng soá Plaêng. Ngöôïc laïi, neáu nguyeân töû ñang ôû traïng thaùi döøng Em maø haáp thuï ñöôïc moät phoâtoân coù taàn soá treân ñaây 10
  11. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG thì no ùchuyeån leân traïng thaùi En. Maãu nguyeân töû cuûa Bo giaûi thích ñöôïc caáu taïo quang phoå vaïch cuûa hidroâ nhöng khoâng giaûi thích ñöôïc caáu taïo cuûa nguyeân töû phöùc taïp hôn. 9. Maøu saéc caùc vaät phuï thuoäc vaøo söï haáp thuï loïc löïa cuûa vaät (phaûn xaï loïc löïa cuûa chaát caáu taïo neân vaät hoaëc cuûa lôùp chaát phuû leân beà maët vaät) ñoái vôùi aùnh saùng chieáu vaøo vaät. 10. 10 Trong hieän töôïng quang phaùt quang, böôùc soùng cuûa aùnh saùng phaùt quang bao giôø cuõng lôùn hôn böôùc soùng cuûa aùnh saùng maø chaát phaùt quang haáp thuï. 11. Tia laze laø aùnh saùng keát hôïp, coù tính ñôn saéc raát cao. Chuøm tia laze coù tính ñònh höôùng cao, coù cöôøng ñoälôùn BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄ M VAØ TÖÏ LUAÄN Chöông VII LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG 7.1. 7.1. Ñieàu naøo sau ñaây laø sai khi noùi ñeán nhöõng keát quaû ruùt ra töø thí nghieäm vôùi teá baøo quang ñieän? A. Hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu anoât vaø catoât cuûa teá baøo quang ñieän luoân coù giaù trò aâm khi doøng quang ñieän trieät tieâu. B. Doøng quang ñieän vaãn toàn taïi ngay caû khi hieäu ñieän theá giöõa anoât vaø catoât cuûa teá baøo quang ñieän baèng khoâng. C. Cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø khoâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä chuøm saùng kích thích. D. Giaù trò cuûa hieäu ñieän theá haõm phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích. 7.2. Choïn phaùt bieåu ñuùng. Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi laø A. Hieän töôïng eâlectron bò baät ra khoûi beà maët taám kim loaïi khi coù aùnh saùng thích hôïp chieáu vaøo noù. B. Hieän töôïng eâlectron bò baät ra khoûi beà maët taám kim loaïi khi taám kim loaïi bò nung noùng ñeán nhieät ñoä raát cao. C. Hieän töôïng eâlectron bò baät ra khoûi beà maët taám kim loaïi khi taám kim loaïi bò nhieãm ñieän do tieáp xuùc vôùi moät vaät ñaõ bò nhieãm ñieän khaùc. D. Hieän töôïng eâlectron bò baät ra khoûi beà maët taám kim loaïi do baát kì nguyeân nhaân naøo khaùc. 7.3. Choïn phaùt bieåu ñuùng. Cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø A. Tæ leä nghòch vôùi cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng kích thích. B. Tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng kích thích. C. Khoâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä chuøm saùng kích thích. D. Tæ leä thuaän vôùi bình phöông cöôøng ñoä chuøm saùng kích thích. 7.4. Phaùt bieåu naøo sau ñaây laø sai khi noùi veà thuyeát löôïng töû aùnh saùng? A. Nhöõng nguyeân töû hay phaân töû vaät chaát khoâng haáp thuï hay böùc xaï aùnh saùng moät caùch lieân tuïc maø theo töøng phaàn rieâng bieät, ñöùt quaõng. B. Chuøm aùnh saùng laø doøng haït, moãi haït goïi laø moät phoâtoân. C. Naêng löôïng cuûa caùc phoâtoân aùnh saùng laø nhö nhau, khoâng phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng. D. Khi aùnh saùng truyeàn ñi, caùc löôïng töû aùnh saùng khoâng bò thay ñoåi, khoâng phuï thuoäc khoaûng caùch tôùi nguoàn saùng. 7.5. Phaùt bieåu naøo sau ñaây laø sai : Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron A. Khoâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä chuøm saùng kích thích. B. Phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích. C. Khoâng phuï thuoäc vaøo baûn chaát kim loaïi duøng laøm catoât. D. Phuï thuoäc vaøo hieäu ñieän theá haõm. 7.6. Trong caùc coâng thöùc neâu döôùi ñaây, coâng thöùc naøo laø coâng thöùc Anh-xtanh? mv0max 2 mv0max 2 A. hf= A + B. hf= A + 2 4 mv0max 2 mv0max 2 C. hf= A - D. hf= 2A + . 2 2 7.7. Coâng thöùc naøo sau ñaây ñuùng cho tröôøng hôïp doøng quang ñieän trieät tieâu? mv0max mv0max 2 A. eU h = A+ B. eU h = 2 4 mv0max 2 1 C. eU h = D. eU h = mv0max . 2 2 2 11
  12. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG 7.8. Phaùt bieåu naøo sau ñaây laø ñuùng khi noùi veà hieän töôïng quang daãn? A. Hieän töôïng quang daãn laø hieän töôïng giaûm maïnh ñieän trôû cuûa chaát baùn daãn khi bò chieáu saùng. B. Trong hieän töôïng quang daãn, eâlectron ñöôïc giaûi phoùng ra khoûi khoái chaát baùn daãn. C. Moät trong nhöõng öùng duïng quan troïng cuûa hieän töôïng quang daãn laø vieäc cheá taïo ñeøn oáng (ñeøn neâon). D. Trong hieän töôïng quang daãn, naêng löôïng caàn thieát ñeå giaûi phoùng eâlectron lieân keát thaønh eâlectron daãn ñöôïc cung caáp bôûi nhieät. 7.9. Ñieàu naøo sau ñaây laø sai khi noùi veà quang ñieän trôû? A. Boä phaän quan troïng cuûa quang ñieän trôû laø moät lôùp chaát baùn daãn coù gaén hai ñieän cöïc. B. Quang ñieän trôû thöïc chaát laø moät ñieän trôû maø giaù trò cuûa noù thay ñoåi khi ñöôïc chieáu saùng. C. Quang ñieän trôû coù theå duøng thay theá cho caùc teá baøo quang ñieän. D. Quang ñieän trôû laø moät ñieän trôû maø giaù trò cuûa noù khoâng thay ñoåi khi ñöôïc chieáu saùng. 7.10. Caùc vaïch trong daõy Lai-man thuoäc vuøng naøo trong caùc vuøng sau? A. Vuøng hoàng ngoaïi. B. Vuøng aùnh saùng nhìn thaáy. C. Vuøng töû ngoaïi. D. Moät phaàn naèm trong vuøng aùnh saùng nhìn thaáy, moät phaàn naèm trong vuøng töû ngoaïi. 7.11. Caùc vaïch trong daõy Ban-me thuoäc vuøng naøo trong caùc vuøng sau? A. Vuøng hoàng ngoaïi. B. Vuøng aùnh saùng nhìn thaáy. C. Vuøng töû ngoaïi. D. Moät phaàn naèm trong vuøng aùnh saùng nhìn thaáy, moät phaàn naèm trong vuøng töû ngoaïi. 7.12. Caùc vaïch trong daõy Pan-sen thuoäc vuøng naøo trong caùc vuøng sau? A. Vuøng hoàng ngoaïi. B. Vuøng aùnh saùng nhìn thaáy. C. Vuøng töû ngoaïi. D. Moät phaàn naèm trong vuøng aùnh saùng nhìn thaáy, moät phaàn naèm trong vuøng töû ngoaïi. 7.13. Böùc xaï maøu vaøng cuûa natri coù böôùc soùng λ = 0,59 µ m. Naêng löôïng cuûa phoâtoân töông öùng coù giaù trò naøo sau ñaây? A. 2,0 eV. B. 2,1 eV. C. 2,2 eV. D. 2,3 eV. 7.14. Moät tia X meàm coù böôùc soùng 125pm (1 pm= 10-12m). Naêng löôïng cuûa phoâtoân töông öùng coù giaù trò naøo sau ñaây? A. ≈ 104 eV. B. 103 eV. C. 102 eV. D. 2.103 eV. 7.15. Giôùi haïn quang ñieän cuûa niken laø 248nm, thì coâng thoaùt cuûa eâlectron khoûi niken laø bao nhieâu? A. 5,0 eV. B. 50 eV. C. 5,5 eV. D. 0,5 eV. 7.16. Moät ñeøn phaùt moät coâng suaát böùc xaï 10 W, ôû böôùc soùng 0,5 µ m, thì soá phoâtoân do ñeøn phaùt ra trong moãi giaây laø bao nhieâu? A. 2,5.1018. B. 2,5.1015. C. 2,5.1020 D. 2,5.1021. 7.17. Catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän ñöôïc laøm baèng moät kim loaïi coù giôùi haïn quang ñieän 0,3 µ m; khi ñöôïc chieáu saùng baèng böùc xaï 0,25 µ m thì vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron laø bao nhieâu? A. 540m/s. B. 5,4km/s. C. 54km/s. D. 540km/s. 7.18. Giôùi haïn quang ñieän cuûa chaát quang daãn seâlen laø 0,95 µ m; tính ra eV laø bao nhieâu? A. 0,13 eV. B. 1,3 eV. C. 2,6 eV. D. 0,65 eV. 7.19. Giôùi haïn quang ñieän cuûa chì sunfua laø 0,46 eV. Ñeå quang trôû baèng chì sunfua hoaït ñoäng ñöôïc, phaûi duøng böùc xaï coù böôùc soùng nhoû hôn giaù trò naøo sau ñaây? A. 2,7 µ m. B. 0,27 µ m C. 1,35 µ m D. 5,4 µ m 7.20. Hieäu ñieän theá giöõa hai cöïc cuûa moät oáng Caûm öùng-lit-giô (töùc laø oáng phaùt tia X) laø 12,5kV, thì böôùc soùng ngaén nhaát cuûa tia X do oáng phaùt ra laø bao nhieâu? A. 10-9m. B. 10-10m. C. 10-8m. D. 10-11m. 7.21. Chieáu moät böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,18 µ m vaøo baûn aâm cöïc cuûa moät teá baøo quang ñieän. Kim loaïi duøng laøm catoât coù giôùi haïn quang ñieän λ 0 = 0,3 µ m. a) Tìm coâng thoaùt cuûa eâlectron ra khoûi kim loaïi. b) Tìm vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron. 12
  13. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG c) Ñeå taát caû caùc quang eâlectron ñeàu bò giöõ laïi catoât thì hieäu ñieän theá haõm phaûi baèng bao nhieâu? 7.22. Kim loaïi duøng laøm catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän coù coâng thoaùt eâlectron A0= 2,2eV. Chieáu vaøo catoât moät böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ . Muoán trieät tieâu doøng quang ñieän ngöôøi ta phaûi ñaët vaøo anoât vaø catoât moät hieäu ñieän theá haõm Uh= 0,4V. Haõy tính: a) Giôùi haïn quang ñieän λ 0 cuûa kim loaïi. b) Vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron. c) Böôùc soùng vaø taàn soá cuûa böùc xaï ñieän töø. 7.23. Khi chieáu böùc xaï coù taàn soá f= 2,538.1015Hz leân moät kim loaïi duøng laø catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän thì caùc eâlectron baén ra ñeàu bò giöõ laïi bôûi hieäu ñieän theá haõm Uh= 8V. Neáu chieáu ñoàng thôøi leân kim loaïi treân caùc böùc xaï λ1 = 0,4 µ m vaø λ 2 = 0,6 µ m thì hieän töôïng quang ñieän coù xaûy ra hay khoâng? Tính ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron. 7.24. Khi chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ 2 = 0,405 µ m vaøo beà maët catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän, ta ñöôïc moät doøng quang ñieän baõo hoaø coù cöôøng ñoä I= 98mA. Doøng naøy coù theå laøm trieät tieâu baèng moät hieäu ñieän theá haõm Uh= 1,26V. a) Tìm coâng thoaùt cuûa eâlectron ñoái vôùi kim loaïi laøm catoât vaø vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron. b) Giaû söû cöù hai phoâtoân ñaäp vaøo catoât thì laøm baät ra moät eâlectron (hieäu suaát quang ñieän baèng 50%). Tính coâng suaát cuûa nguoàn böùc xaï chieáu vaøo catoât (coi nhö toaøn boä coâng suaát cuûa nguoàn saùng chieáu vaøo catoât). 7.25. Chieáu moät böùc xaï coù böôùc soùng λ 2 = 0,438 µ m vaøo catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän. a) Tính vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron (neáu coù) khi catoât laø keõm coù coâng thoaùt eâlectron A= 56,8.10-20J vaø khi catoât laø kali coù giôùi haïn quang ñieän λ 0 = 0,62 µ m (keát quaû tính ñöôïc laáy ñeán 3 chöõ soá coù nghóa). b) Bieát cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø Ibh= 3,2mA. Tính soá eâlectron ñöôïc giaûi phoùng töø catoât trong 1 giaây. Neáu cöôøng ñoä chuøm böùc xaï taêng leân n laàn thì Ne thay ñoåi theá naøo? Taïi sao? 7.26. Coâng thoaùt cuûa eâlectron khoûi kim loaïi natri laø 2,48eV. Moät teá baøo quang ñieän coù catoât laøm baèng natri, khi ñöôïc chieáu saùng baèng moät chuøm böùc xaï coù böôùc soùng 0,36 µ m thì cho moät doøng quang ñieän baõo hoaø cöôøng ñoä 3 µ A. Haõy tính: a) Giôùi haïn quang ñieän cuûa natri. b) Vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron. c) Soá eâlectron bò baät ra khoûi catoât trong moãi giaây. d) Hieäu ñieän theá haõm caàn phaûi ñaët giöõa anoât vaø catoât cuûa teá baøo quang ñieän ñeå doøng quang ñieän trieät tieâu. 7.27. Catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän laøm baèng kim loaïi coù giôùi haïn quang ñieän λ 0 = 0,275 µ m. a) Tìm coâng thoaùt eâlectron ñoái vôùi kim loaïi ñoù. b) Moät taám kim loaïi laøm baèng kim loaïi noùi treân ñöôïc roïi saùng ñoàng thôøi bôûi hai böùc xaï: moät böùc xaï coù böôùc soùng λ1 = 0,2 µ m vaø moät coù taàn soá f2= 1,67.1015Hz. Tính ñieän theá cöïc ñaïi cuûa taám kim loaïi ñoù. c) Khi roïi böùc xaï coù böôùc soùng λ1 = 0,2 µ m vaøo teá baøo quang ñieän keå treân, ñeå khoâng moät eâlectron naøo veà ñöôïc anoât thì hieäu ñieän theá haõm phaûi baèng bao nhieâu? 7.28. Khi chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ1 = 0,236 µ m vaøo catoât cuûa teá baøo quang ñieän thì caùc quang eâlectron ñeàu bò giöõ laïi bôûi hieäu ñieän theá haõm U1= 2,749V. Khi chieáu böùc xaï λ 2 = 0,138 µ m thì hieäu ñieän theá haõm laø U2= 6,487V. a) Xaùc ñònh haèng soá Plaêng (chính xaùc tôùi 4 soá) vaø böôùc soùng giôùi haïn cuûa kim loaïi laøm catoât. b) Khi chieáu böùc xaï λ 3 = 0,410 µ m tôùi catoât vôùi coâng suaát 3,03W thì cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø I0= 2mA. Tính soá phoâtoân ñaäp vaøo vaø soá eâlectron baät ra khoûi catoât trong 1 giaây. 7.29. Khi chieáu laàn löôït hai böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ1 = 0,25 µ m vaø λ 2 = 0,3 µ m vaøo moät taám kim loaïi, ngöôøi ta xaùc ñònh ñöôïc toäc ñoä ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron laàn löôït laø: v0max1= 7,31.105m/s; v0max2= 4,93.105m/s. a) Xaùc ñònh khoái löôïng me cuûa eâlectron. b) Tìm giôùi haïn quang ñieän λ 0 cuûa kim loaïi noùi treân. 13
  14. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG c) Khi chieáu moät böùc xaï ñieän töø khaùc coù böôùc soùng λ vaøo taám kim loaïi noùi treân ñöôïc coâ laäp veà ñieän thì ñieän theá cöïc ñaïi ñaït ñöôïc laø 3V. Haõy tìm böôùc soùng λ cuûa böùc xaï trong tröôøng hôïp naøy. Cho bieát: h= 6,625.10-34J.s; e= 1,6.10-19C; c= 3.108m/s. 7.30. Khi chieáu böùc xaï coù böôùc soùng 0,405 µ m vaøo catoât cuûa teá baøo quang ñieän thì quang eâlectron coù vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi laø v1. Thay böùc xaï khaùc coù taàn soá 16.1014Hz thì vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang eâlectron laø v2= 2v1. a) Tính coâng thoaùt cuûa eâlectron cuûa kim loaïi laøm catoât. Xaùc ñònh ñoä taêng hieäu ñieän theá haõm ñeå trieät tieâu doøng quang ñieän cuûa hai laàn chieáu. b) Trong hai laàn chieáu, cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø ñeàu baèng 8mA vaø hieäu suaát löôïng töû ñeàu baèng 5% (cöù 100 phoâtoân chieáu vaøo catoât thì chæ coù 5 eâlectron baät ra). Hoûi beà maët catoât nhaän ñöôïc coâng suaát böùc xaï baèng bao nhieâu trong moãi laàn chieáu. 7.31. Moät teá baøo quang ñieän, khi chieáu vaøo moät böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ = 0,400 µ m vaøo beà maët catoât thì taïo ra moät doøng ñieän baõo hoaø coù cöôøng ñoä I. Ngöôøi laøm trieät tieâu doøng ñieän naøy baèng moät hieäu ñieän theá haõm Uh= 1,2V. a) Tìm vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang eâlectron. b) Tìm coâng thoaùt eâlectron cuûa kim loaïi duøng laøm catoât. c) Tìm giaù trò cuûa cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø I. Bieát coâng suaát böùc xaï roïi vaøo catoât laø 2W. Giaû söû trong tröôøng hôïp lí töôûng cöù moãi phoâtoân ñeán ñaäp vaøo catoât laøm baät ra moät eâlectron. 7.32. Trong moät oáng Rôn-ghen ngöôøi ta taïo ra moät hieäu ñieän theá khoâng ñoåi U= 2.104V giöõa hai cöïc. a) Tính ñoäng naêng cuûa eâlectron ñeán ñoái catoât (boû qua ñoäng naêng ban ñaàu cuûa eâlectron khi baät ra khoûi catoât). b) Tính taàn soá cöïc ñaïi cuûa tia Rôn-ghen. c) Trong moät phuùt ngöôøi ta ñeám ñöôïc 6.1018 eâlectron ñaäp vaøo catoât. Tính cöôøng ñoä doøng ñieän qua oáng Rôn-ghen. 7.33. Trong quang phoå cuûa nguyeân töû hiñroâ böôùc soùng λ (tính baèng microâmeùt) cuûa caùc vaïch quang phoå nhö sau: - Vaïch thöù nhaát cuûa daõy Lai-man: λ 21 = 0,121568 µ m; - Vaïch H γ cuûa daõy Ban-me: λ 32 = 0,656279 µ m; - Ba vaïch ñaàu tieân cuûa daõy Pa-sen: λ 43 = 1,8751 µ m; λ 53 = 1,2818 µ m; λ 63 = 1,0938 µ m. a) Tính taàn soá dao ñoäng cuûa caùc böùc xaï treân. b) Tính böôùc soùng cuûa hai vaïch quang phoå thöù hai vaø thöù ba cuûa daõy Lai-man vaø cuûa caùc vaïch H β , H γ , H δ cuûa daõy Ban-me. CAÙC DAÏNG BAØI TAÄP VEÀ LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG h.c h.c h.c1 ε = hf = = A + W0max ⇒ = + m.v0max 2 λ λ λ0 2 Coâng thöùc Anhxtanh h.c h.c ε = hf = = A + e. U h ⇒ = A + eVmax . λ λ hc hc 1/ Xaùc ñònh coâng thoaùt A hoaëc böôùc soùng giôùi haïn λ0 : A= ⇔ λ0 = λ0 A 1 2 mv 2 2/ Xaùc ñònh hieäu ñieän theá haõm : e U h = W0 max = mv0 max ⇒ U h = 0 max 2 2.e 2W0 max 2.e.U h 2  h.c  3/ Xaùc ñònh vaän toác cöïc ñaïi : v0 max = = =  − A m m m λ  4/ Tìm böôùc soùng aùnh saùng kích thích: 14
  15. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG hc hc c a) ε= = h. f ⇒ λ = = λ ε f hc hc 2 mv0 max 2hcλ 0 b) = + ⇒λ = λ λ0 2 2hc + λ 0 mv0 max 2 5/ Xaùc ñònh haèng soá Plaênk bieát U1 , U2 , λ1, λ2 hc  = A + eU 1  λ1  1 1  ⇒ hc( − ) = e(U 1 − U 2 ) hc = A + eU 2  λ1 λ 2 λ2   hc(λ 2 − λ1 ) λ λ e(U1 − U 2 ) ⇒ = e(U1 − U 2 ) ⇒ h = 1 2 λ1λ 2 (λ 2 − λ1 )c 6) Xaùc ñònh khoái löôïng electron bieát λ1 ,λ2 , v1 , v2 hc 1 2 hc = mv1  + λ1 λ 0 2  hc hc 1 hc(λ 2 − λ1 ) 1 2hc(λ − λ ) ⇒ − = m(v12 − v 2 ) ⇒ 2 = m(v12 − v 2 ) ⇒ m = 2 22 1 2 hc hc 1 2 = + mv 2  λ1 λ 2 2 λ1λ 2 2 (v1 − v 2 )λ1λ 2 λ2 λ0 2   q I bh .t I 7) Xaùc ñònh soá electron baät ra khoûi katoát : ne == neáu t = 1s ⇒ ne = bh e e e E P.t P P.λ 8) Xaùc ñònh soá phoâtoân ñaäp vaøo katoát : np = = neáu t = 1s ⇒ n p = = ε ε ε hc ne 9) Hieäu suaát löôïng töû : H = .100% np 10 ) Xaùc ñònh vaän toác cuûa e khi ñi vaøo trong ñieän tröôøng Khi ñi vaøo trong ñieän tröôøng e coù vaän toác ñaàu v0 , sau khi ra khoûi ñieän tröôøng e coù vaän toác laø v .AÙp duïng ñònh lyù veà ñoäng naêng A = Wñ – Wñ0 1 2 1 2 2A 2 ⇒ eU = e.E.d = mv − mv0 ⇒ v = + v0 2 2 m Löu yù : xaùc ñònh coâng cuûa löïc ñieän tröôøng laø coâng phaùt ñoäng hay coâng caûn .Neáu e chuyeån ñoäng cuøng chieàu vôùi löïc ñieän tröôøng thì A > 0 , chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu vôùi löïc thì A < 0 11) Xaùc ñònh löïc töø vaø baùn kính quyõ ñaïo - khi haït electron bay vaøo trong töø tröôøng noù chòu taùc duïng cuûa löïc lorenx f = e.v.B.sinα khi α = 900 ⇒ f = e.v.B mv 2 - löïc lorenx laø löïc höôùng taâm Fht = = m.ω 2 .R R  mv0  R = e.B   2 mv0 mv ⇒ e.v0 .B = = m.ω .R ⇒  B = 0 2 R  eR  e.B.R  v0 = m  12) Quaû caàu ñaït ñieän theá cöïc ñaïi Khi aùnh saùng coù böôùc soùng ngaén chieáu vaøo quaû caàu coâ laäp veà ñieän thì eâlectroân thoaùt khoûi ra kim loaïi laøm cho quaû caàu tích ñieän döông . Soá e baät ra caøng nhieàu thì quaû caàu tích ñieän döông caøng lôùn , töùc laø ñieän theá cuûa quaû caàu caøng cao .Löïc huùt ñieän tröôøng giöõa quaû caàu vaø e caøng taêng ñeán moät luùc naøo ñoù ñieän theá cuûa quaû caàu ñaït ñeán 1 giaù trò Vm naøo ñoù thì quaû caàu huùt taát caû caùc electron böùc ra khoûi quûa caàu .Luùc naøy soá e baät ra khoûi quaû caàu trong 1 s döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng baèng soá e bò huùt trôû laïi quaû caàu neân ñieän theá cuûa quaû caàu khoâng taêng nöõa Vm goïi laø ñieän theá cöïc ñaïi .Ñieän theá cöïc ñaïi cuûa quaû caàu coù taùc duïng nhö hieäu ñieän theá haõm trong teá baøo quang 15
  16. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG ñieän ⇒ luùc naøy coâng cuûa ñieän tröôøng caûn baèng ñoäng naêng ban ñaàu cuûa e, 2 1 2 mv0 max 2eVmax eVmax = Wñomax = mv0 max ⇒ Vmax = ⇒ v0 = 2 2e m ghi chuù : Vmax laø ñieän theá cöïc ñaïi chöù khoâng phaûi vaän toác cöïc ñaïi 13) ng Rônghen : vaän toác ñaàu cuûa e thöôøng laø baèng khoâng ,vaän toác sau laø khi ñaäp vaøo ñoái katoát ñöôïc xaùc 1 2 1 2 1 2 ñònh theo ñònh lyù veà ñoäng naêng A= mv − mv0 = mv vì v0 = 0 2 2 2 Naêng löôïng naøy moät phaàn bieán ñoåi thaønh nhieät naêng phaàn coøn laïi bieán thaønh naêng löôïng cuûa tia X : hc 1 2 hc hc ε = hf = ≤ A = Wd = mv = eU ⇒ λ≥ ⇒ λmin = λ 2 eU eU 14) Caùc haèng soá : - e = 1,6.10-19 C 1eV = 1,6 .10-19 J h = 6,625.10-34 J.s - c = 3.108 m/s m = 9,1.10-31 kg 1MeV = 1,6.10-13 J BAØI TAÄP AÙP DUÏNG G: Baøi 1 : Chieáu moät chuøm aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng λ = 0,489 µm leân moät taám kim loaïi , kali laøm catoât cuûa moät teá baøo quang ñieän bieát coâng thoaùt eâlectroân cuûa kali laø 2,15 eV a. Tính giôùi haïn quang ñieän b. Tính vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa e c. Tính hieäu ñieän theá haõm d. Bieát cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø Ibh = 5 mA vaø coâng suaát cuûa chuøm aùnh saùng chieáu vaøo catoât laø p = 1,25 W .Tìm hieäu suaát löôïng töû Baøi 2 : Khi chieáu vaøo moät taám kim loaïi moät chuøm saùng coù λ = 0,2 µm ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa caùc e baén ra laø Wñ = 8.10-19 J .Hoûi khi chieáu aùnh saùng vaøo taám kim loaïi ñoù laàn löôït hai chuøm aùnh saùng coù böôùc soùng λ1 = 1,4 µm vaø λ2 = 0,1 µm thì xaûy ra hieän töôïng quang ñieän khoâng ? neáu coù tính vaän toác ñaàu cöïc ñaïi cuûa e Baøi 3 : Chieáu moät böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,18 µm vaøo baûn aâm cöïc cuûa teá baøo quang ñieän .Kim loaïi duøng laøm aâm cöïc coù giôùi haïn quang ñieän λ0 = 0,3 µm a. Tìm coâng thoaùt A b. Tìm vaän toác ñaàu vaø ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi . c. Ñeå taát caû caùc quang ñieän töû bò giöõ laïi ôû aâm cöïc thì hieäu ñieän theá haõm laø bao nhieâu ? Baøi 4 : Khi chieáu laàn löôït hai böùc xaï ñieän töø coù böôùc soùng λ1 = 0,25 µm vaø λ2 = 0,3 µm vaøo moät taám kim loaïi ngöôøi ta xaùc ñònh ñöôïc vaän toác ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc quang electron laàn löôït laø : v1max = 7,31.105 m/s vaø v2max = 4,93.105 m/s a. Xaùc ñònh khoái löôïng me cuûa electron b. Tìm giôùi haïn quang ñieän λ0 cuûa kim loaïi noùi treân c. Khi chieáu moät böùc xaï ñieän töø khaùc coù böôùc soùng λ vaøo taám kim loaïi noùi treân ñöôïc coâ laäp veà ñieän thì ñieän theá cöïc ñaïi ñaït ñöôïc laø 3V .Tìm böôùc soùng λ cuûa böùc xaï trong tröôøng hôïp naøy Baøi 5 : Khi chieáu böùc xaï λ1 = 0,236 µm vaøo catoât cuûa TBQÑ thì caùc e ñeàu bò giöõ laïi bôûi hieäu Ñieän theá U1 = 2,749 V .Khi chieáu böùc xaï λ2 = 0,138 µm thì hieäu ñieän theá haõm U2 = 6,487 V a. Xaùc ñònh haèng soá Plank ( chính xaùc tôùi 4 soá ) vaø böôùc soùng giôùi haïn cuûa kim loaïi b. Khi chieáu böùc xaï λ3 = 0,41 µm tôùi katoât vôùi coâng suaát 3,03 W thì cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoaø I0 = 2 mA .Tìm hieäu suaát quang ñieän Baøi 6 : Chieáu moät böùc xaï ñieän töø coù λ = 546 nm leân moät kim loaïi duøng laøm catoât cuûa moät TBQÑ thu ñöôïc doøng quang ñieän baõo hoaø coù Ibh = 2 mA, coâng suaát böùc xaï ñieän töø p = 1,515 W 1. Tìm hieäu suaát löôïng töû 2. Duøng moät maøn chaén ñeå taùch chuøm heïp e roài höôùng vaøo moät töø tröôøng ñeàu coù caûm öùng töø B = 10-4 T sao cho vec tô caûm öùng töø vuoâng goùc vôùi v0. Bieát quyõ ñaïo cuûa caùc e coù baùn kính cöïc ñaïi r = 23,32 mm a) Tính vaän toác ñaàu cöïc ñaïi b)Tính giôùi haïn quang ñieän λ0 . Baøi 7 : Khi chieáu chuøm aùnh saùng coù λ = 0,33 µm vaøo catoât cuûa TBQÑ thì hieäu ñieän theá haõm laø Uh a. Ñeå coù hñt haõm laø U/h vôùi U’h giaûm 1V so vôùi Uh thì söû duïng böùc xaï coù λ’ laø bao nhieâu ? b. Cho giôùi haïn quang ñieän laø λ0 = 0,66 µm vaø ñaët giöõa Anoât vaø katoât moät hieäu ñieän theá döông UAB = 1,5 V . Tính ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa quang e khi ñaäp vaøo anoât neáu duøng böùc xaï coù λ = 0,33 µm Baøi 8 : Coâng thoaùt electron khoûi ñoàng laø 4,57 eV a. Tính giôùi haïn quang ñieän cuûa ñoàng 16
  17. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG b. Khi chieáu λ = 0,14 µm vaøo moät quaû caàu baèng ñoàng coâ laäp veà ñieän thì quaû caàu tích ñieän theá cöïc ñaïi laø bao nhieâu ? c. Chieáu böùc xaï ñieän töø vaøo moät quaû caàu baèng ñoàng ñaët xa caùc vaät khaùc, thì ñieän theá cöïc ñaïi laø 3 V . Tính böôùc soùng cuûa böùc xaï vaø vaän toác ñaàu cöïc ñaïi cuûa quang electron Baøi 9 : Kim loaïi laøm katoât cuûa moät TBQÑ coù giôùi haïn quang ñieän laø λ0 a. Laàn löôït chieáu tôùi beà maët katoât böùc xaï coù böôùc soùng λ1 = 0,35 µm vaø λ2 = 0,54 µm thì thaáy vaän toác ñaàu cöïc ñaïi cuûa e baén ra khaùc nhau 2 laàn . Tính λ0 b. Neáu chieáu tôùi katoât aùnh saùng nhìn thaáy coù böôùc soùng naèm trong khoaûng 0,39 µm ñeán 0,76 µm thì phaûi ñaët giöõa anoât vaø katoât moät hieäu ñieän theá haõm bao nhieâu ñeå doøng quang ñieän baèng 0 ? c. Taùch töø chuøm e baén ra töø katoât laáy 1 e coù vaän toác v0 = 6.105 m/s roài cho noù bay vaøo trong 1 ñieän tröôøng giöõa 2 ñieåm A,B doïc theo ñöôøng söùc vôùi UAB = - 10 V .Sau khi ra khoûi ñieän tröôøng tieáp tuïc cho e bay vaøo trong moät töø tröôøng ñeàu coù B = 2.10-4 T theo phöông vuoâng goùc caûm öùng töø . Tính löïc töø taùc duïng leân e vaø baùn kính quyõ ñaïo cuûa noù trong töø tröôøng Baøi 10 : Chieáu moät chuøm aùnh saùng coù λ = 4.10-7 m vaøo taám kim loaïi cuûa moät baûn tuï ñieän . Hieäu ñieän theá haõm treân hai baûn tuï ñieän phaûi baèng bao nhieâu ñeå e thoaùt ra töø kim loaïi bay trong khoaûng khoâng gian giöõa 2 baûn tuï döøng ngay treân baûn thöù haïi . Tính ñieän tích cuûa tuï ñieän luùc ñoù .Dieän tích moãi baûn S = 400 cm2 vaø khoaûng caùch giöõa 2 baûn tuï d = 0,5 cm.Bieát coâng thoaùt cuûa kim loaïi laø A = 3,248.10-19 J Baøi 11 : Moät ñieän cöïc phaúng laøm baèng nhoâm coù coâng thoaùt e baèng 3,74 eV ñöôïc roïi baèng böùc xaï töû ngoaïi coù böôùc soùng λ = 0,083 µm a. electron quang ñieän coù theå rôøi xa beà maët ñieän cöïc moät ñoaïn toái ña baèng bao nhieâu theo phöông cuûa ñieän tröôøng neáu ñaët ñieän cöïc trong 1 ñieän tröôøng caûn laïi chuyeån ñoäng cuûa eâlectroân coù ñoä lôùn E = 1500 V/m b. Neáu khoâng coù ñieän tröôøng caûn ñoù vaø ñieän cöïc ñöôïc noái vôùi ñaát qua ñieän trôû R = 1 kΩ thì doøng ñieän cöïc ñaïi qua ñieän trôû ( ñaït ñöôïc khi chuøm saùng coù cöôøng ñoä ñuû lôùn ) laø bao nhieâu ? Baøi 12 : Chieáu böùc xaï coù böôùc soùng λ = 0,56 µm vaøo katoât cuûa TBQÑ e thoaùt ra töø katoât coù ñoäng naêng bieán thieân töø 0 ñeán Wñ = 5,38.10-20 J a. Maét ngöôøi coù theå nhìn thaáy böùc xaï ñoù khoâng ? maøu gì ? b. Tính coâng thoaùt cuûa kim loaïi vaø giôùi haïn quang ñieän c. Veõ ñöôøng ñaëc tröng voân – ampe cuûa doøng quang ñieän vaø cho bieát nhöõng ñaëc ñieåm cuûa noù d. Giaûi thích taïi sao khi UAK = 0 nhöng doøng quang ñieän khoâng trieät tieâu Baøi 13 : Moät oáng Rônghen , cöôøng ñoä doøng ñieän ñi qua oáng laø I = 0,8 mA , hieäu ñieän theá giöõa anoât vaø katoât laø 1,2 kV a. Tìm soá e ñaäp vaøo ñoái katoât trong moãi giaây vaø vaän toác cuûa e khi ñeán ñoái katoât b. Tìm böôùc soùng nhoû nhaát cuûa tia Rônghen maø oáng ñoù coù theå phaùt ra c. Ñoái katoât laø 1 taám Platin coù dieän tích 1 cm2 vaø daøy 2 mm , giaû söû toaøn boä ñoäng naêng cuûa e ñaäp vaøo ñoái catoât duøng ñeå laøm noùng baûn Platin ñoù . Hoûi sau bao laâu nhieät ñoä cuûa baûn taêng theâm 5000C . Cho bieát khoái löôïng rieâng D = 21.103 kg/m3 vaø nhieät dung rieâng cuûa platin Cp = 0,12 kJ/kg K MAÃU NGUYEÂN TÖÛ BOTHR . Maãu nguyeân töû Both Both: Tieân ñeà 1:( Traïng thaùi döøng ) * Nguyeân töû chæ toàn taïi trong nhöõng traïng thaùi coù naêng löôïng xaùc ñònh, goïi laø traïng thaùi döøng.Trong caùc traïng thaùi döøng nguyeân töû khoâng böùc xaï naêng löôïng. * Naêng löïông cuûa nguyeân töû ôû traïng thaùi döøng cuûa nguyeân töû bao goàm ñoäng naêng cuûa caùc eâlectroân khi chuyeån ñoäng vaø theá naêng töông taùc giöõa chuùng vôùi haït nhaân. Tieân ñeà 2: ( Veà böùc xaï vaø haáp thuï naêng löôïng) + Khi nguyeân töû chuyeån töø traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em sang traïng thaùi döøng coù naêng löôïng En ( Em > En ) thì nguyeân töû phaùt ra moät phoââtoân coù naêng löôïng ñuùng baèng hieäu Em – En : pho ε = hfmn = Em – En + Neáu nguyeân töû ñang ôû traïng thaùi döøng coù naêng löôïng En thaáp maø haáp thuï ñöôïc moät phoâtoân coù naêng löôïng hfmn ñuùng baèng Em – En thì noù chuyeån leân traïng thaùi döøng coù naêng löôïng Em lôùn hôn. chuyeå Heä quaû:Trong caùc traïng döøng cuûa nguyeân töû eâlectroân chæ chuyeån ñoäng quanh haït nhaân theo nhöõng quyõ ñaïo :Trong coù baùn kính hoaøn toaøn xaùc ñònh goïi laø quyõ ñaïo döøng r = n 2 r0 r0 = 5,3.10 −11 m (n ∈ N ) Baùn kính Bothr 17
  18. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG n 1 2 3 4 5 6 … Baùn kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 … Naêng löôïng E1 E2 E3 E4 E5 E6 … Quyõ ñaïo K L M N O P … III. Giaûi thích Quang phoå vaïch cuûa nguyeân töû Hiñroâ: ÔÛ traïng thaùi bình thöôøng nguyeân töû Hyñroâ coù möùc naêng löôïng thaáp neân beàn vöõng , khi nhaän naêng löôïng kích thích thì nhaûy leân caùc möùc naêng löôïng cao hôn : K,L,M,N,O,P, …ÔÛ caùc möùc naêng löïông cao thì nguyeân töû khoâng beàn vöõng vaø muoán chuyeån veà möùc naêng löôïng thaáp hôn thì noù phaùt ra phoâ toân coù naêng löôïng baèng hieäu hai möùc naêng löïông Em – En Daõy Laiman Daõy Banmeâ Daõy Passen ( vuøng töû ngoaïi) ( vuøng khaû kieán) (vuøng hoàng ngoaïi) hc hc hc hc = E 6 − E1 = E6 − E2 = = E 6 − E3 λ 61 λ 62 Hδ λ 63 hc hc hc hc = E 5 − E1 = E5 − E 2 = = E5 − E 3 λ51 λ52 Hγ λ53 hc hc hc hc = E 4 − E1 = E4 − E2 = = E 4 − E3 λ 41 λ 42 Hβ λ 43 hc hc hc = E 3 − E1 = E3 − E 2 = λ31 λ32 Hα hc = E 2 − E1 λ 21 IV. Caùc keát quaû khaùc: 13,6 1/ Coâng thöùc naêng löôïng cuûaBothr En = − (eV ) ( n : löôïng töû soá ) n2 1 1 1 2/ Coâng thöùc thöïc nghieäm = R( − 2) R: haèng soá Ritbet R = 1,097.10-7 m-1 λ 2 n1 n 2 • n1 = 1 ⇒ n2 = 2 , 3 , 4 … daõy Laiman • n1 = 2 ⇒ n2 = 3 , 4 , 5 … daõy Banmeù • n1 = 3 ⇒ n2 = 4 , 5 , 6 … daõy Passen LÖU YÙ : + Phoâtoân coù böôùc soùng daøi nhaát laø phoâtoân coù naêng löôïng nhoû nhaát töùc laø nguyeân töû chuyeån töø möùc naêng xeù löôïng cao hôn moät baäc veà möùc naêng löôïng ta xeùt . + Phoâtoân coù böôùc soùng ngaén nhaát laø phoâtoân coù naêng löôïng lôùn nhaát töùc laø nguyeân töû chuyeån töø voâ cuøng veà möùc naêng löôïng ta xeùt . BAØI TAÄP ÖÙNG DUÏNG G: Baøi 1 : Böôùc soùng aùnh saùng vôùi 4 vaïch quang phoå cuûa Hiñro laø vaïch ñoû Hα = λ32 = 0,656 µm , vaïch lam Hβ = λ42 = 0,486 µm , vaïch chaøm Hγ = λ52 = 0,434 µm , vaïch tím Hδ = λ62 = 0,410 µm .Tính böôùc soùng öùng vôùi 3 vaïch cuûa daõy Passen naèm trong vuøng hoàng ngoaïi Baøi 2 : Vaïch quang phoå ñaàu tieân ( coù λ daøi nhaát ) cuûa daõy Laiman , Banmeù , Passen trong nguyeân töû Hiñro coù böôùc soùng laàn löôït laø 0,122 µm ; 0,656 µm ; 1,875 µm .Tìm böôùc soùng cuûa vaïch quang phoå thöù hai trong daõy Laiman , Banmeù .Caùc vaïch ñoù thuoäc mieàn naøo cuûa thang soùng ñieän töø Baøi 3 : Ba vaïch quang phoå ñaàu tieân trong daõy Laiman cuûa nguyeân töû Hiñroâ coù böôùc soùng laàn löôït laø λ1 = 1216 A0 , λ2 = 1026 A0 vaø λ3 = 973 A0 .Hoûi nguyeân töû Hiñro bò kích thích sao cho e chuyeån leân quyõ ñaïo cao nhaát N thì nguyeân töû phaùt ra nhöõng vaïch naøo trong daõy Banmeù .Tính böôùc soùng cuûa caùc vaïch ñoù Baøi 4 : Giaû söû caùc vaïch trong daõy Laiman ( quang phoå cuûa Hiñro ) ñöôïc ñaùnh soá thöù töï theo böôùc soùng : vaïch coù böôùc soùng daøi nhaát coi laø vaïch thöù nhaát , böôùc soùng cuûa vaïch ñoù laø λ1 = 122 nm , böôùc soùng öùng vôùi vaïch thöù tö laø λ4 = 95,2 nm .Haõy tìm böôùc soùng öùng vôùi vaïch thöù hai ( λ2) vaø thöù ba (λ3) trong daõy Laiman .Cho bieát böôùc soùng daøi nhaát trong daõy Banmeù laø λ5 = 653,2 nm , böôùc soùng daøi nhaát trong daõy Passen laø λ6 = 1891,1 nm 18
  19. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG A Baøi 5 : Naêng löôïng cuûa e trong nguyeân töû Hiñroâ ñöôïc vieát theo coâng thöùc E n = − ( A haèng soá döông : n n2 =1,2,3…) Bieát böôùc soùng daøi nhaát trong daõy Laiman do khí Hy ñroâ phaùt ra laø 0,1215 µm .Xaùc ñònh böôùc soùng daøi nhaát vaø ngaén nhaát trong daõy Passen Baøi 6 : Trong quang phoå cuûa Hiñro , böùôc soùng λ ( tính baèng µm ) cuûa caùc vaïch quang phoå • vaïch thöù nhaát cuûa daõy Laiman λ21 = 0,121568 • Vaïch Hα = λ32 cuûa daõy Banmeù λ32 = 0,656279 • Ba vaïch ñaàu tieân cuûa daõy Passen λ43 = 1,8751 ; λ53 = 1,2818 ; λ63 = 1,0938 a.Tính taàn soá cuûa caùc böùc xaï treân b.Tính böôùc soùng cuûa 2 vaïch quang phoå thöù hai vaø thöù 3 cuûa daõy Laiman vaø cuûa caùc vaïch Hβ, Hγ , Hδ cuûa daõy Banmeù . 19
  20. GV. LƯƠNG VI T H I THPT TUY PHONG PHAÀN TRAÉC NGHIEÄM 01 Chuû ñeà – Hieän töôïng quang ñieän ngoaøi. 1. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Khi chieáu chuøm tia töû ngoaïi vaøo taám keõm tích ñieän aâm. Hieän töôïng xaûy ra nhö sau: A. Taám keõm maát daàn ion döông B. Taám keõm maát daàn ion aâm. C. Taám keõm maát daàn electron D. A, B, C ñeàu ñuùng. 2. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Hieän töôïng quang ñieän laø hieän töôïng khi chieáu aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp vaøo kim loaïi , thì seõ laøm baät ra: A. Caùc haït proâtoân B. Caùc phoâtoân C. Caùc nôtroân D. Caùc electron 3. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Hieän töôïng quang ñieän laø hieän töôïng khi chieáu aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp vaøo: A. Moät chaát ñieän moâi laøm noù tích ñieän B. Moät chaát ñieän phaân laøm noù bò phaân li C. Moät taám kim loaïi, thì seõ laøm noù baät ra caùc electron D. Caû A, B, C ñeàu ñuùng. 4. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Hieän töôïng quang ñieän laø hieän töôïng caùc quang electron böùt ra khoûi beà maët kim loaïi, khi chieáu vaøo kim loaïi: A. Caùc phoâtoân coù böôùc soùng thích hôïp B. Caùc proâtoân coù böôùc soùng thích hôïp C. Caùc electron coù böôùc soùng thích hôïp D. Caùc Nôtroân coù böôùc soùng thích hôïp 5. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Quang electron bò böùt ra khoûi beà maët kim loaïi khi bò chieáu aùnh saùng, neáu: A. Cöôøng ñoä chuøm saùng ñuû lôùn. B. Naêng löôïng chuøm aùnh saùng ñuû lôùn. C. Taàn soá aùnh saùng nhoû. D. Böôùc soùng nhoû hôn hay baèng moät giôùi haïn xaùc ñònh. 6. Choïn caâu traû lôøi sai. A. Caùc electron bò baät ra khoûi beà maët moät taám kim loaïi, khi chieáu moät chuøm saùng thích hôïp ( coù böôùc soùng ngaén) vaøo beà maët taám kim loaïi ñoù, ñöôïc goïi laø caùc electron quang ñieän. B. Caùc electron coù theå chuyeån ñoäng gaàn nhö laø töï do beân trong taám kim loaïi vaø tham gia vaøo quaù trình daãn ñieän ñöôïc goïi laø caùc electron töï do. C. Doøng ñieän ñöôïc taïo bôûi caùc electron töï do goïi laø doøng ñieän dòch. D. Doøng ñieän ñöôïc taïo bôûi caùc electron quang ñieän goïi laø doøng quang ñieän. 7. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Ñeå giaûi thích hieän töôïng quang ñieän ta döïa vaøo: A. Thuyeát soùng aùnh saùng B. Thuyeát löôïng töû aùnh saùng C. Giaû thuyeát cuûa Macxoen D. Caû A, B, C ñeàu ñuùng. 8. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Trong teá baøo quang ñieän, cöôøng ñoä cuûa doøng quang ñieän baõo hoøa: A. Tæ leä vôùi naêng löôïng cuûa phoâtoân aùnh saùng kích thích. B. Caøng lôùn khi cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng kích thích caøng nhoû. C. Phuï thuoäc vaøo baûn chaát kim loaïi laøm catoát. D. Tæ leä vôùi soá phoâtoân aùnh saùng ñaäp vaøo catoát trong moãi giaây. 9. Choïn caâu traû lôøi sai. Trong thí nghieäm vôùi teá baøo quang ñieän: khi hieäu ñieän theá giöõa anoát vaø catoát UAK baèng hieäu ñieän theá haõm Uh thì: A. Cöôøng ñoä doøng quang ñieän ñaït giaù trò cöïc ñaïi goïi laø cöôøng ñoä baõo hoøa. B. Cöôøng ñoä doøng quang ñieän trieät tieâu C. Khoâng moät electron naøo thoaùt ra töø catoát veà ñöôïc anoát. D. Caû A, B, C ñeàu sai. 10. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Hieäu ñieän theá haõm Uh trong teá baøo quang ñieän: A. Phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích. B. Phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa kim loaïi laøm catoát . C. Laø giaù trò giôùi haïn cuûa hieäu ñieän theá UAK ñeå cöôøng ñoä doøng quang ñieän baét ñaàu trieät tieâu. D. Caû A, B, C ñeàu ñuùng. Chuû ñeà – Thuyeát löôïng töû aùnh saùng 1. Choïn caâu traû lôøi sai. Khi thí nghieäm vôùi teá baøo quang ñieän: A. Ñoáivôùi moãi kim loaïi laøm catoát teá baøo quang ñieän thì naêng löôïng cuûa phoâtoân cuûa aùnh saùng chieáu tôùi phaûi lôùn hôn giaù trò nhaát ñònh naøo ñoù. B. Khi hieäu theá giöõa anoát vaø catoát cuûa teá baøo quang ñieän baèng khoâng vaãn toàn taïi doøng quang ñieän. C. Cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoøa tæ leä vôùi soá phoâtoân cuûa chuøm saùng chieáu leân catoát trong moät giaây. D. Hieäu theá haõm phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng kích thích. 2. Choïn caâu traû lôøi ñuùng. Thuyeát soùng aùnh saùng giaûi thích ñöôïc: 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2