I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
Để hiểu về hiện tượng quang điện, ta cần xét thí nghiệm Hecxơ về hiện tượng quang điện.
Ban đầu, 2 lá nhôm mỏng xòe ra vì cùng tiếp xúc với quả cầu Zn tích điện âm.
Dưới tác dụng của nguồn Hồ quang điện, một số electron đã bứt ra khỏi bề mặt kim loại Zn, làm cho điện tích quả cầu giảm đi, kết quả làm 2 lá nhôm mỏng bị cụp lại.
Điều đó chứng tỏ: dưới tác dụng của nguồn sáng kích thích làm cho các e nhận thêm năng lượng và chuyển động mạnh đến mức thắng lực liên kết với hạt nhân để trở thành e tự do ! (mà có dòng các e- chuyển động là có dòng điện nha). Đây chính là hiện tượng quang - điện em nhé.
Đồng thời cho thấy, nguồn sáng có năng lượng để có thể truyền cho electron.
Thí nghiệm của Héc cũng cho thấy với nguồn sáng yếu hơn, các e không đủ sức để bứt ra khỏi bề mặt kim loại. Điều này cho thấy có một giới hạn để xảy ra hiện tượng quang điện
- Hiện tượng quang điện có hiện tượng quang điện ngoài và hiện tượng quang điện trong
+ Quang điện ngoài: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại.
+ Quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để trở thành các electron dẫn.
- Giới hạn quang điện:
Bảng giới hạn quang điện 1 số kim loại
- Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn, mỗi phôtôn mang năng lượng là:
- Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
- Phân tử, nguyên tử, electron … phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
- Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không.
- Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.
- Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện
- Giới hạn quang điện của kim loại
- Công thoát của e ra khỏi kim loại
- Để dòng quang điện triệt tiêu
UAK ≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu điện thế hãm.
- Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện)
(với n và n0 là số electron quang điện bứt khỏi catốt và số phôtôn đập vào catốt trong cùng một khoảng thời gian t)
- Công suất của nguồn sáng (nguồn bức xạ)
- Cường độ dòng quang điện bão hòa: Ibh = n.|e|
- Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng
+ Ánh sáng có tính chất sóng và có tính chất hạt.
+ Sóng có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ và ngược lại.
- Mẫu nguyên tử Bo
+ Quang phổ vạch của nguyên tử hyđrô
+ Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hyđrô: rn = n2r0; với r0 = 0,53.10-11m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K)
+ Năng lượng của electron trong nguyên tử hyđrô
Các thông số cần nhớ:
h = 6,625.10–34J.s ; c = 3.108 m/s ; me = 9,1.10–31kg;
e = –1,6.10–19 C ; 1eV = 1,6.10–19J
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. Tính giới hạn quang điện, công thoát
Phương pháp giải
- Giới hạn quang điện
- Công thoát
- Phương trình Anhxtanh
Đáp án: B
Giải chi tiết
Từ công thức
Đáp án: A
Giải chi tiết
Công thoát
Đáp án: C
Giải chi tiết
- Từ công thức
Đáp án: C
Giải chi tiết
Giới hạn quang điện
Đáp án: A = 3,088. 10–19J
Giải chi tiết
Theo công thức Anhtanh
2. Tìm động năng và vận tốc cực đại của electron quang điện
Phương pháp giải
- Tính động năng cực đại từ công thức Anhtanh
- Vận tốc ban đầu cực đại của electron
- Vận tốc cực đại của electron khi đập vào catot
từ đó suy ra được v
Đáp án: B
Giải chi tiết
Theo công thức Anhtanh
Đáp án: A
Giải chi tiết
Tính động năng cực đại từ công thức Anhxtanh
Đáp án: A
Giải chi tiết
Tính động năng
Động năng cực đại
Đáp án: A
Giải chi tiết
Tính động năng cực đại từ công thức Anhxtanh
Đáp án: D
Giải chi tiết
Theo công thức Anhxtanh
3. Tìm hiệu điện thế hãm
Phương pháp giải
- Hiện tượng các electron không về được anot là do điện trường sinh công cản.
- Công cản điện trường có giá trị nhỏ nhất bằng động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện
- Lưu ý: Khi chọn kết quả thì Uh < 0. Trong bài toán trắc nghiệm nếu không có giá trị âm thì chọn giá trị độ lớn.
Đáp án: B
Giải chi tiết
Từ công thức tính hiệu điện thế hãm:
Đáp án: D
Giải chi tiết
Từ công thức
Đáp án: A
Giải chi tiết
- Giới hạn quang điện của đồng:
Vậy chỉ có bức xạ điện từ thứ nhất mới gây ra hiện tượng quang điện
- Từ công thức:
Để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện thì:
4. Tìm số electron, số photon và hiệu suất quang điện
Phương pháp giải
Cần nhớ các công thức sau:- Số photon đập vào Catot trong khoảng thời gian t
- Công suất của nguồn sáng (nguồn bức xạ)
- Cường độ dòng quang điện bão hòa:
- Hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện)
(với n và n0 là số electron quang điện bứt khỏi Catot và số phôtôn đập vào Catot trong cùng một khoảng thời gian t).
Đáp án: A
Giải chi tiết
- Số photon đập vào Catot trong khoảng thời gian t
Trong thời gian 10s, số photon tính được là:
Đáp án: B
Giải chi tiết
- Gọi số photon trong mỗi xung là N. Năng lượng của mỗi xung Laser là:
- Số photon trong mỗi bức xạ là:
Đáp án: C
Giải chi tiết
- Từ công thức tính hiệu suất, ta có:
- Số lượng e bật ra khỏi Catot là:
Đáp án: C
Giải chi tiết
- Tính số electron quang điện bứt khỏi Catot
- Tính số phôtôn đập vào Catot
- Hiệu suất của tế bào quang điện là:
Bạn có thể tải về free tại đây nhé.
Bạn muốn tìm kiếm gì không?
