Cách tính Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử hay, chi tiết



A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

• Công suất của nguồn sáng- hoặc công suất chiếu sáng:

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

• Cường độ dòng quang điện bão hòa: Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

• Hiệu suất lượng tử: Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đỏ với công suất P = 2W, bước sóng của ánh sáng λ = 0,7 μm. Xác định số phôtôn đèn phát ra trong 1s.

A. 7,04.1018 hạt         B. 5,07.1020 hạt          C. 7.1019 hạt          D. 7.1021 hạt

Hướng dẫn:

• Ta có:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Ví dụ 2: Chiếu một bức xạ điện tử có bước sóng λ = 0,5μm vào bề mặt catôt của tế bào quang điện tạo thành dòng bão hòa I = 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào catôt là P = 1,5W. Biết h = 6,625.10-34Js, c=3.108 m/s và |e|=1,6.10-19 C. Tìm hiệu suất lượng tử là bao nhiêu?

A. 46%          B. 53%          C. 84%          D. 67%

Hướng dẫn:

Hiệu suất lượng tử năng lượng:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz. Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

    A. 3,02.1019.    B. 0,33.1019.

    C. 3,02.1020.    D. 3,24.1019.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Bài 2: Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng 1,5.10-4 W. Lấy h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s. Số phôtôn được nguồn phát ra trong một giây là

    A. 5.1014.    B. 6.1014.    C. 4.1014.    D. 3.1014.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Bài 3: Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 μm với công suất 0,8 W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60 μm với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là

    Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Bài 4: Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.1014 Hz. Công suất phát xạ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

    A. 0,33.1020.    B. 0,33.1019.

    C. 2,01.1019.    D. 2,01.1020.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án C

Bài 5: Một tế bào quang điện hoạt động cho dòng điện có giá trị bão hòa là 36mA. Hiệu suất quang điện là 4%. Bức xạ chiếu vào catôt của tế bào quang điện có bước sóng là λ. Số phôtôn đập vào catôt trong 1s là:

    A. Np = 486.1016    B. Np = 562,5.1016.

    C. Np = 486.1015    D. Np = 562,5.1015.

- Gọi Ne là số êlectron bứt ra khỏi catôt trong 1s, ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

- Gọi Np là số phôtôn đập vào catôt trong 1s, có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đấp án B

Bài 6: Một tế bào quang điện hoạt động cho dòng điện có giá trị bão hòa là 36mA. Hiệu suất quang điện là 4%. Bức xạ chiếu vào catôt của tế bào quang điện có bước sóng là λ. Biết λ = 0,30μm. Công suất của nguồn bức xạ chiều vào catôt của tế bào quang điện là:

    A. P = 3,816W.    B. P = 3,273W.

    C. P = 3,515W.    D. P = 3,723W.

Gọi Ne và Np là số êlectron bị bật ra khỏi catôt trong 1s và số phôtôn đập vào catôt trong 1s, ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Công suất của nguồn bức xạ chiếu vào catôt là

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án D

Bài 7: Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng λ = 0,48μm và phát ra ánh có bước sóng λ’ = 0,64μm. Biết hiệu suất của sự phát quang này là 90% (hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng của ánh sáng phát quang và năng lượng của ánh sáng kích thích trong một đơn vị thời gian), số phôtôn của ánh sáng kích thích chiếu đến trong 1s là 2012.1010 hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 1s là

    A. 2,6827.1012    B. 2,4144.1013

    C. 1,3581.1013    D. 2,9807.1011

Công suất của ánh sáng kích thích: Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

N số phôtôn của ánh sáng kích thích phát ra trong 1s

Công suất của ánh sáng phát quang: Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

N’ số phôtôn của ánh sáng phát quang phát ra trong 1s

Hiệu suất của sự phát quang: Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án B

Bài 8: Một ống tia X có hiệu điện thế giữa hai điện cực là 200kV. Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống tia X có thể phát ra được là:

    A. λ ≈ 4,2.10-12m.    B. λ ≈ 6.2.10-12m.

    C. λ ≈ 3,2.10-12m.    D. λ ≈ 5.2.10-12m.

Từ công thức Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao , ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án B

Bài 9: Nguồn sáng thứ nhất có công suất P1 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Nguồn sáng thứ hai có công suất P2 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa số photon mà nguồn thứ nhất phát ra so với số photon mà nguồn thứ hai phát ra là 3:1. Tỉ số P1 và P2 là:

    A. 4.    B. 9/4    C. 4/3.    D. 3.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com


hien-tuong-quang-dien-ngoai.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12