Các dạng bài tập Hiện tượng quang điện ngoài có lời giải

---

---

Các dạng bài tập Hiện tượng quang điện ngoài có lời giải

Phần Hiện tượng quang điện ngoài Vật Lí lớp 12 với các dạng bài tập chọn lọc có trong Đề thi THPT Quốc gia và trên 100 bài tập trắc nghiệm có lời giải. Vào Xem chi tiết để theo dõi các dạng bài Hiện tượng quang điện ngoài hay nhất tương ứng.

• Dạng 1: Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

  Xem chi tiết

• Dạng 2: Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử

  Xem chi tiết

• Dạng 3: Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường

  Xem chi tiết

• 60 bài tập trắc nghiệm Hiện tượng quang điện có lời giải (phần 1)

  Xem chi tiết

• 60 bài tập trắc nghiệm Hiện tượng quang điện có lời giải (phần 2)

  Xem chi tiết

• 60 bài tập trắc nghiệm Hiện tượng quang điện có lời giải (phần 3)

  Xem chi tiết

Cách giải bài tập về Hiện tượng quang điện

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

♦ Công thức xác định năng lượng phôtôn:

♦ Công thoát

♦ Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ngoài

♦ Định lý động năng:

♦ Để triệt tiêu dòng quang điện thì không còn e quang điện trở về Anot. Cũng có nghĩa là W_đ = 0 hoặc e đã bị hút ngược trở lại catot.

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một ngọn đèn ra pha ánh sáng màu đỏ có bước sóng λ= 0,7 μm. Hãy xác định năng lượng của photon ánh sáng.

A. 1,77 MeV         B. 2,84 MeV         C. 1,77 eV          D. 2,84 eV

Lời giải:

♦ Ta có:

Ví dụ 2: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λ_o = 0,6 μm, được chiếu sáng bởi bức xạ đơn sắc có bước sóng λ = 0,5 μm. Hãy xác định vận tốc cực đại của e quang điện.

A. 3,82.10⁵m/s          B. 4,57.10⁵ m/s

C. 5,73.10⁴m/s          D. Hiện tượng quang điện Không xảy ra.

Lời giải:

♦ Áp dụng công thức:

Ví dụ 3: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λ_o = 0,6 μm, được chiếu sáng bởi 2 bức xạ đơn sắc có bước sóng λ₁ = 0,5 μm và λ₂ = 0,55 μm. Hãy xác định vận tốc cực đại của e quang điện.

A. 3,82.10⁵ m/s B. 4,57.10⁵ m/s

C. 5,73.10⁴ m/s D. Hiện tượng quang điện không xảy ra

Lời giải:

♦ Khi tấm kim loại bị chiếu sáng bởi 2 hay nhiều bức xạ khác nhau thì khi tính V_max hoặc |U_h| lớn nhất theo bức xạ có năng lượng lớn nhất (tức là có bước sóng nhỏ nhất).

♦ Vì λ₁ < λ₂, Nên khi tính V_max ta tính theo λ₁

♦ Áp dụng công thức:

Ví dụ 4: Chiếu vào catot của một tế bào quang điện các bức xạ có bước sóng λ = 400nm và λ₁ = 0,25μm thì thấy vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện gấp đôi nhau. Xác định công thoát eletron của kim loại làm catot.

A. A = 3, 9750.10^-19J.          B. A = 1,9875.10^-19J.

C. A = 5,9625.10^-19J.          D. A = 2,385.10^-19J

Lời giải:

♦ Gọi v1 là vận tốc ban đầu cực đại của e quang điện khi chiếu λ₁ vào tế bào quang điện

v là vận tốc ban đầu cực đại của e quang điện khi chiếu λ vào tế bào quang điện.

♦ Theo đề: λ₁ < λ ⇒ v₁ = 2v₂ ⇒ W_d1max = 4W_dmax Ta có hệ phương trình sau:

Giải hệ ta được

Cách tính Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

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

• Cường độ dòng quang điện bão hòa:

• Hiệu suất lượng tử:

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

Lời giải:

• Ta có:

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%

Lời giải:

Hiệu suất lượng tử năng lượng:

Cách giải bài tập Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

- Bài toán 1: Xác định bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường

- Bài toán 2: Xác định điện tích của quả cầu kim loại đặt trong không khí khi bị chiếu sáng để hiện tượng quang điện ngoài xảy ra:

- Bài toán 3: Xác định bán kính cực đại vùng e quang điện khi đến anot:

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Catốt của tế bào quang điện chân không là một tấm kim loại phẳng có giới hạn quang điện là λ_o = 0,6 μm. Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm. Anốt cũng là tấm lim loại phẳng cách catốt 1cm. Giữa chúng có một hiệu điện thế 10V. Tìm bán kính lớn nhất trên bề mặt anốt có quang electron đập tới.

A. R = 4,06 mm          B. R = 4,06 cm          C. R = 8,1 mm          D. R = 6,2 cm

Lời giải:

Áp dụng công thức:

Ví dụ 2: Chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm vào catot của 1 tế bào quang điện có công thoát A = 1,8 eV. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một điện trường hướng từ A đến B sao cho U_AB = - 10 V. Vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của các electron khi tới B lần lượt là

A. 18,75.10⁵ m/s và 19,00.10⁵ m/s.

B. 16,75.10⁵ m/s và 19,00.10⁵ m/s.

C. 16,75.10⁵ m/s và 18,75.10⁵ m/s.

D. 18,75.10⁵ m/s và 18,87.10⁵ m/s.

Lời giải:

Do có hiện tượng quang điện nên:

Khi electron electron bứt ra mà chúng bay vào điện trường hướng từ A đến B sao cho U_AB = V_A – V_B = - 10 V → V_A < V_B

electron sẽ được tăng tốc vì B là bản dương. Khi đó electron có vận tốc lớn nhất ứng với khi nó bứt ra khỏi tấm kim loại cực đại và nó có vận tốc nhỏ nhất khi nó bứt ra với vận tốc ban đầu bằng không.

• Electron cực đại

• Electron cực tiểu là:

Bài tập bổ sung

Câu 1: Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?

A. Nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt, đứt quãng.

B. Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử ánh sáng không bị thay đổi và không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng.

C. Năng lượng của lượng tử ánh sáng đỏ lớn hơn năng lượng của lượng tử ánh sáng tím.

D. Mỗi chùm sáng dù rất yếu cũng chứa một số rất lớn lượng tử ánh sáng.

Câu 2: Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A. bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích có thể gây ra hiện tượng quang điện.

B. bước sóng liên kết với quang electron.

C. bước sóng của ánh sáng kích thích.

D. công thoát electron ở bề mặt kim loại đó.

Câu 3: Chiếu vào một tế bào quang điện một chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,48µm thì có dòng quang điện xuất hiện, khi đó nếu đặt vào hai đầu cực anốt và catốt một hiệu điện thế hãm có độ lớn bằng 1,88 V thì sẽ làm cường độ dòng quang điện triệt tiêu. Công thoát của kim loại làm catốt bằng

A. 0,07eV

B. 0,707eV

C. 70,7eV

D. 7,07eV

Câu 4: Chọn câu trả lời Đúng. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:

A. Bước sóng của ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại.

B. Công thoát của các êlectron ở bề mặt kim loại đó.

C. Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện kim loại đó.

D. Hiệu điện thế hãm.

Câu 5: Để gây được hiệu ứng quang điện, bức xạ rọi vào kim loại được thoả mãn điều kiện nào sau đây?

A. Tần số lớn hơn giới hạn quang điện.

B. Tần số nhỏ hơn giới hạn quang điện.

C. Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện

D. Bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện.

Câu 6: Chọn phát biểu Đúng. Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà

A. triệt tiêu, khi cường độ chùm sáng kích thích nhỏ hơn một giá trị giới hạn.

B. tỉ lệ với bình phương cường độ chùm sáng.

C. tỉ lệ với căn bậc hai của cường độ chùm sáng.

D. tỉ lệ với cường độ chùm sáng.

Câu 7: Điều nào dưới đây sai, khi nói về những kết quả rút ra từ thí nghiệm với tế bào quang điện?

A. Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của tế bào quang điện luôn có giá trị âm khi dòng quang điện triệt tiêu.

B. Dòng quang điện vẫn còn tồn tại ngay cả khi hiệu điện thế giữa anốt và catốt của tế bào quang điện bằng không.

C. Cường độ dòng quang điện bão hoà không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích.

D. Giá trị của hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích.

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hiện tượng quang điện?

A. Là hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào nó.

B. Là hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại khi tấm kim loại bị nung nóng.

C. Là hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại bị nhiễm điện do tiếp xúc với một vật nhiễm điện khác.

D. Là hiện tượng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại do bất kỳ nguyên nhân nào khác.

Câu 9: Trong thí nghiệm Hecxơ: chiếu một chùm sáng, phát ra từ một hồ quang vào một tấm kẽm thì thấy các electron bật ra khỏi tấm kim loại. Khi chắn chùm sáng hồ quang bằng tấm thủy tinh dày thì thấy không có electron bật ra nữa, điều này chứng tỏ

A. ánh sáng phát ra từ hồ quang có bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện của kẽm.

B. tấm thủy tinh đã hấp thụ tất cả ánh sáng phát ra từ hồ quang.

C. tấm kim loại đã tích điện dương và mang điện thế dương.

D. chỉ có ánh sáng thích hợp mới gây ra được hiện tượng quang điện.

Câu 10: Chọn câu đúng.

A. Khi tăng cường độ của chùm ánh sáng kích thích lên hai lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên hai lần.

B. Khi giảm bước sóng của chùm sáng kích thích xuống hai lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên hai lần.

C. Khi tăng bước sóng của chùm sáng kích thích lên hai lần thì cường độ dòng quang điện tăng lên hai lần.

D. Khi ánh sáng kích thích gây ra được hiện tượng quang điện, nếu giảm bước sóng của chùm sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện tăng lên.

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

• Tổng hợp Lý thuyết Chương Lượng tử ánh sáng

• Chủ đề: Tia X

• Chủ đề: Mẫu nguyên tử Bo - Quang phổ vạch của Hidro

• Chủ đề: Hiện tượng quang - Phát quang - Tia laze

---

---

---