Cách giải bài tập về Hiện tượng quang điện hay, chi tiết



A. Phương pháp & Ví dụ

1. Phương pháp

Quảng cáo

♦ Công thức xác định năng lượng phôtôn:

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

♦ Công thoát

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

♦ Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện ngoài

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

♦ Định lý động năng:

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

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

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

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

Hướng dẫn:

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

Ví dụ 2: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λo = 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.

Hướng dẫn:

Quảng cáo

♦ Áp dụng công thức:

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

Ví dụ 3: Một tấm kim loại có giới hạn quang điện λo = 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

Hướng dẫn:

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

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

♦ Áp dụng công thức:

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

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

Hướng dẫn:

♦ 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 ⇒ Wd1max = 4Wdmax Ta có hệ phương trình sau:

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

Giải hệ ta được

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

B. Bài tập trắc nghiệm

Quảng cáo

Bài 1: Công thoát của êlectron khỏi một kim loại là 3,68.10-19J. Khi chiếu vào tấm kim loại đó lần lượt hai bức xạ: bức xạ (I) có tần số 5.1014 Hz và bức xạ (II) có bước sóng 0,25 m thì

    A. bức xạ (II) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (I) gây ra hiện tượng quang điện.

    B. cả hai bức xạ (I) và (II) đều không gây ra hiện tượng quang điện.

    C. cả hai bức xạ (I) và (II) đều gây ra hiện tượng quang điện.

    D. bức xạ (I) không gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ (II) gây ra hiện tượng quang điện.

Ta có: λ0 = Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao = 5,4.10-7 m = 0,54 μm; λ1 = Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao = 0,6.10-6 m = 0,6 μm.

Đáp án D

Bài 2: Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 µm và 0,243 µm vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 0,5 µm. Lấy h = 6,625.10-34 Js; c = 3.108 m/s và me = 9,1.10-31 kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

    A. 2,29.104 m/s.    B. 9,24.103 m/s.

    C. 9,61.105 m/s.    D. 1,34.106 m/s.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án C

Bài 3: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 1,88 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là

    A. 550 nm.    B. 220 nm.    C. 1057 nm.    D. 661 nm.

Ta có:

λ0 = Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao = 660,7 nm.

Đáp án D

Bài 4: Chiếu vào tế bào quang điện ánh sáng kích thích có bước sóng λ1 = 600μm thì hiệu điện thế hãm là U1. Thay bằng ánh sáng có λ2 = 450μm thì hiệu điện thế hãm U2 = 2U1. Công thoát A0 của kim loại là

    A. 1,5eV.    B. 1,4eV.    C. 2eV.    D. 2,208.10-19J.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Nhân hai vế của (1) với 2, rồi trừ (2) theo vế:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án D

Bài 5: Chiếu bức xạ có λ = 0,25μm vào tấm kim loại cô lập, quang êlectron bắn ra có động năng ban đầu cực đại là 1,8975eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là

    A. 0,6μm.    B. 0,5μm.

    C. 0,416μm.    D. 0,445μm.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Thay h = 6,625.10-34J.s; C = 3.108m/s; W0đmax = 1,8975.1,6.10-19J.

Ta có: λ2 = 0,416μm.

Đáp án C

Bài 6: Ánh sáng trông thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38μm đến 0,76μm. Các phôtôn ánh sáng trông thấy có năng lượng nằm trong khoảng:

    A. 1,63eV → 4,97eV.    B. 2,62eV → 4,97eV.

    C. 1,63eV → 3,27eV.    D. 2,62eV → 3,27eV.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án D

Bài 7: Biết công thoát êlectron của các kim loại: canxi, kali, bạc và đồng lần lượt là: 2,89 eV; 2,26eV; 4,78 eV và 4,14 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 μm vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện không xảy ra với các kim loại nào sau đây ?

    A. Kali và đồng.    B. Canxi và bạc.

    C. Bạc và đồng.    D. Kali và canxi.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án C

Bài 8: Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,542 μm và 0,243 μm vào catôt của một tế bào quang điện. Kim loại làm catôt có giới hạn quang điện là 0,500 μm. Biết khối lượng của êlectron là me = 9,1.10-31 kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện bằng

    A. 9,61.105 m/s.    B. 9,24.105 m/s.

    C. 2,29.106 m/s.    D. 1,34.106 m/s.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Bài 9: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 μm. Công thoát electron ra khỏi kim loại bằng

    A. 2,65.10-32J.    B. 26,5.10-32J.

    C. 26,5.10-19J.    D. 2,65.10-19J.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án D

Bài 10: Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là 0,60 μm. Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng

    A. 4,07 eV.    B. 5,14 eV.

    C. 3,34 eV.    D. 2,07 eV.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án D

Bài 11: Một kim loại có công thoát là 2,5eV. Tính giới hạn quang điện của kim loại đó :

    A. 0,4969 m    B. 0,649 m

    C. 0,325 m    D. 0,229 m

Giới hạn quang điện

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Đáp án A

Bài 12: Công thoát êlectron khỏi bề mặt của kẽm là 3,55eV. Chiếu vào kẽm đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng là λ1 = 0,30μm và λ2 = 0,40μm. Bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện?

    A. Không có bức xạ nào.    B. Bức xạ λ2.

    C. Cả hai bức xạ.    D. Bức xạ λ1.

Ta có:

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Ta thấy: λ1 < λ0; λ2 > λ0.

Chỉ có bức xạ λ1 gây ra hiện tượng quang điện.

Đáp án D

Bài 13: Khi chiếu vào catôt một tế bào quang điện bức xạ λ = 0,31μm thì có dòng quang điện. Có thể triệt tiêu dòng quang điện nhờ hiệu điện thế hãm là Uh, Uh có giá trị thay đổi thế nào khi bức xạ chiếu vào catôt có bước sóng λ' = 0,8λ?

    A. Tăng 1V.    B. Tăng 0,8V.

    C. Giảm 2V.    D. Giảm 0,8V.

Giải bài tập Vật lý lớp 12 nâng cao

Từ đó: U'h = 1 + Uh: hiệu điện thế hãm tăng 1V.

Đáp án A

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

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

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

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

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

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85


hien-tuong-quang-dien-ngoai.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác