Bài Tập Dao Động Điện Từ Sóng Điện Từ - Sóng Ánh Sáng – Lượng Tử Ánh Sáng – Vật Lý Hạt Nhân Mới Lạ Khó #33 - Tài liệu vật lý file word Free - Blog Góc vật Lí

Bài tập & Ôn luyện: Dao động điện từ – Sóng điện từ – Lượng tử ánh sáng – Vật lí hạt nhân

Đăng bởi Blog Học cùng Con · Góc học tập của Chúng ta chia sẻ tài liệu ôn luyện Vật lí 12 có ví dụ minh họa.

Mục lục

1. 1. Dao động điện từ (LC)
2. 2. Sóng điện từ & sóng ánh sáng
3. 3. Lượng tử ánh sáng & quang điện
4. 4. Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch
5. 5. Ví dụ minh họa nhanh
6. 6. Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)
7. 7. Câu hỏi thường gặp

Gợi ý: Trước khi làm bài tập, Góc học tập của Chúng ta khuyến khích bạn xem nhanh tóm tắt khái niệm, sau đó luyện từng dạng từ dễ đến khó để củng cố nền tảng.

1) Dao động điện từ (LC)

Trong mạch LC lí tưởng, năng lượng điện trường trong tụ (U_e) và năng lượng từ trường trong cuộn cảm (U_m) trao đổi tuần hoàn. Điện tích trên bản tụ và dòng điện trong mạch thường được mô tả bằng hàm cos/sin với cùng tần số góc ω, chu kì T = 2π√(LC). Khi có điện trở, biên độ giảm dần do hao phí.

Mẹo nhớ nhanh

• Biên độ dòng điện cực đại khi điện tích qua trạng thái cân bằng (tụ xả nhanh nhất).
• Đồ thị q(t) và i(t) lệch pha 90°, nên khi q cực đại thì i bằng 0.

2) Sóng điện từ & sóng ánh sáng

Sóng điện từ là sự lan truyền của dao động điện trường và từ trường vuông góc nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng. Ánh sáng là một phần của phổ sóng điện từ (từ đỏ đến tím theo tăng tần số/giảm bước sóng). Ứng dụng trải rộng từ phát thanh, Wi-Fi đến sợi quang.

Mẹo áp dụng

• Bước sóng λ = v/f. Trong chân không, v = c ≈ 3×10⁸ m/s.
• Hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ giúp nhận biết bản chất sóng của ánh sáng.

3) Lượng tử ánh sáng & quang điện

Ánh sáng mang tính hạt (photon) với năng lượng E = hf. Hiện tượng quang điện chứng minh điều này: electron bật khỏi bề mặt kim loại khi ánh sáng có tần số đủ lớn (vượt ngưỡng đặc trưng của vật).

Mẹo làm bài

• Động năng cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào tần số, không phụ thuộc cường độ.
• Cường độ sáng tăng → số electron bật ra tăng (nếu f > f_ngưỡng).

4) Vật lí hạt nhân – phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch

Hạt nhân gồm proton và neutron. Các quá trình hạt nhân như phóng xạ, phân hạch (tách) và nhiệt hạch (nóng chảy hạt nhân nhẹ) kèm biến đổi năng lượng lớn. Bảo toàn số khối và điện tích là nguyên tắc nền tảng trong lập phương trình phản ứng hạt nhân.

5) Ví dụ minh họa nhanh

Ví dụ (LC): Mạch LC có L = 2 mH, C = 5 nF. Tính chu kì dao động riêng.

Gợi ý: T = 2π√(LC) ≈ 2π√(2×10^-3 × 5×10^-9) ≈ 2π√(10^-11) ≈ 2π×10^-5.5 s.

Ví dụ (sóng): Ánh sáng đơn sắc truyền trong chân không có f = 6×10¹⁴ Hz. Bước sóng λ ≈ c/f ≈ 3×10⁸ / 6×10¹⁴ = 5×10^-7 m (≈ 500 nm, vùng lục).

Ví dụ (quang điện): Ngưỡng f₀ của kim loại là 5×10¹⁴ Hz. Nếu chiếu f = 6×10¹⁴ Hz, electron sẽ bật ra; tăng cường độ sẽ làm tăng số electron, không làm tăng động năng cực đại.

6) Gợi ý tự luyện (có đáp án ngắn)

1. LC: Cho q = q₀cos(ωt). Hỏi khi nào i đạt cực đại? Đáp: Khi q = 0 (tụ đang xả nhanh nhất).
2. Sóng: Một đài phát thanh f = 100 MHz. Tính λ trong không khí (xấp xỉ c). Đáp: λ ≈ 3 m.
3. Quang điện: Nếu f < f₀, tăng cường độ có phát electron không? Đáp: Không.
4. Hạt nhân: Viết phương trình phóng xạ β^- của hạt nhân X(Z,A). Đáp: (Z,A) → (Z+1,A) + e^- + ν̄.

7) Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Học phần này nên bắt đầu từ đâu?
Blog này trả lời: Bắt đầu từ dao động LC để nắm cơ chế trao đổi năng lượng, sau đó mở rộng sang sóng điện từ và ánh sáng; cuối cùng ôn hạt nhân để hệ thống hóa cả chương.

Hỏi: Làm sao nhớ công thức nhanh?
Blog Học cùng Con gợi ý: Viết bảng “3 dòng vàng”: T, ω của LC; λ, f, c của sóng; E = hf của photon và dán trước bàn học.

Liên kết nội bộ (đọc thêm)

• Chủ đề Vật lí 12 (LTĐH)
• Sóng điện từ
• Lượng tử ánh sáng
• Dao động điều hòa

(*Nếu các nhãn/label khác nhau, bạn có thể đổi đường dẫn cho phù hợp với blog.)

Góc học tập của Chúng ta rất muốn nghe câu hỏi của bạn: phần nào trong chương này làm bạn “khựng” lại lâu nhất? Hãy đặt câu hỏi ở phần bình luận để Blog Học cùng Con hỗ trợ chi tiết hơn nhé!

→ Khám phá thêm tại Trang chủ Blog Học cùng Con.

Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30 μm. Công thoát của kim loại dùng làm catôt là

Công thoát kim loại làm catôt là:

 

Thay số ta có luôn: A=4,14eV

⇒ chọn C là đúng rồi.

--

Xem thêm các chủ đề LTĐH trên Blog Góc Vật lí: Lượng tử ánh sáng, Mạch RLC , Máy biến áp , Sóng ánh sáng , Sóng cơ học, Sóng dừng , Sóng điện từ ,

Bài viết này phát hành trên Blog Góc Vật lí: https://buicongthang.blogspot.com

tags: Blog Góc Vật lí,Lượng tử ánh sáng,Công thoát kim loại làm catôt,Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là λ0 = 0,30 μm. Công thoát của kim loại làm catot

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ1 và  λ2 (λ1 <  λ2)  vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là  λ0 thấy tốc độ ban đầu cực đại của các quang electron khác nhau hai lần. Hệ thức xác định  λ2 là

Ta có:

Do: λ1 < λ2 => ε1 > ε2 => v1 = 2.v2

Chia vế cho vế và rút lam da 2 ra, ta có ngay Kết quả là C nha bạn

3 Câu lượng tử ánh sáng hay

2701.    Bán kính quỹ đạo thứ 3 và thứ 5 của nguyên tử hiđro lần lượt là

1. 47,7.10–11 m và 132,5.10–11 m

2. 4,77.10–11 m và 13,25.10–11 m

3. 4,77.10–11 m và 132,5.10–11 m

4. 47,7.10–11 m và 13,25.10–11 m

2804.    Chiếu một bức xạ có bước sóng λ vào catôt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có công thoát 3,105 eV. Biết hiệu điện thế hãm bằng 1,86 V. Bước sóng λ có giá trị là

1. 0,99.10–6 m

2. 9,9.10–6 m

3. 15,9.10–6 m

4. 1,59.10–6 m

2903.    Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catôt của tế bào quang điện. Để triệt tiêu dòng quang điện thì phải dùng hiệu điện thế hãm là 1,2 V. Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là

1. 0,65.106 m/s

2. 6,5.106 m/s

3. 0,56.106 m/s

4. 5,6.106 m/s

Lời giải:

Áp dụng công thức: rn = n2.r0 (với r0 = 5,3.10-11)

ta có: r3 = 47,7.10-11 và  r5 = 132,5.10-11

Chọn đáp án A

Lời giải:

Áp dụng công thức:

suy ra:

Với các thông số: h = 6,625.10-34, c = 3.108 , 

A = 3,105 eV , Uh = 1,86 V

Các bạn tự thay số để tìm ra đáp án nhé.

Lời giải:

Ta có:

Với e = 1,6.10-19 , m = 9,1.10-31 , Uh = 1,2V

Thay số vào, các bạn sẽ tìm ra được kết quả.

--

Xem thêm các chủ đề LTĐH trên Blog Góc Vật lí: Lượng tử ánh sáng, Mạch RLC , Máy biến áp , Sóng ánh sáng , Sóng cơ học, Sóng dừng , Sóng điện từ ,

Bài viết này phát hành trên Blog Góc Vật lí: https://buicongthang.blogspot.com

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

Công thoát electron của kim loại làm catôt tế bào quang điện là 2 eV. Hiệu điện thế giữa anôt và catôt là UAK = 1,5 V. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,30 μm. Cho h = 6,625.10–34 J.s, c = 3.108 m/s, e = 1,6.10–19 C, m = 9,1.10–31 kg, tốc độ cực đại của quang electron ngay trước khi tới anôt là

3101.    Công thoát electron của kim loại làm catôt tế bào quang điện là 2 eV. Hiệu điện thế giữa anôt và catôt là UAK = 1,5 V. Chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng λ = 0,30 μm. Cho h = 6,625.10–34 J.s, c = 3.108 m/s, e = 1,6.10–19 C, m = 9,1.10–31 kg, tốc độ cực đại của quang electron ngay trước khi tới anôt là

1. 1,64.106 m/s

2. 1,64.107 m/s

3. 1,64.105 m/s

4. 1,64.108 m/s

Áp dụng định luật quang điện ta có, đây chính là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện:

 

Suy ra: 

Và có: vomax = 1,6.106 m/s. ⇒ chọn A nha bạn.

--

Xem thêm các chủ đề LTĐH trên Blog Góc Vật lí: Lượng tử ánh sáng, Mạch RLC , Máy biến áp , Sóng ánh sáng , Sóng cơ học, Sóng dừng , Sóng điện từ ,

Bài viết này phát hành trên Blog Góc Vật lí: https://buicongthang.blogspot.com

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

Câu 2404

Chiếu một bức xạ có bước sóng λ = 0,22 μm liên tục vào một tấm kim loại cô lập về điện. Giới hạn quang điện của kim loại trên bằng 0,4 μm. Điện thế cực đại mà tấm kim loại đạt được là

1. 12,7 V

2. 2,54 V

3. 25,4 V

4. 1,27 V

Theo công thức Anh-xtanh: 

hc/λ = A + eVmax

Đến đây bạn chọn được đáp án dễ dàng r nha ⇒ D

 

Hiện tượng quang điện là gì?

Hiện tượng quang điện là một hiện tượng vật lý xảy ra khi ánh sáng hoặc bức xạ điện từ chiếu vào một vật liệu, thường là bán dẫn. Khi ánh sáng có đủ năng lượng, electron trong vật liệu hấp thụ năng lượng và chuyển từ trạng thái liên kết (băng năng lượng valence) sang trạng thái tự do (băng năng lượng dẫn), nhưng không rời khỏi vật liệu. Điều này khác với hiện tượng quang điện bề mặt, nơi electron hấp thụ năng lượng và được giải phóng ra khỏi bề mặt vật liệu .

Các điểm quan trọng về hiện tượng quang điện trong:

Loại vật liệu: Hiện tượng này thường được quan sát trong các vật liệu bán dẫn, nơi có khoảng cách nhỏ giữa băng valence và băng dẫn, cho phép electron dễ dàng chuyển qua lại khi hấp thụ năng lượng.

Năng lượng cần thiết: Ánh sáng chiếu vào phải có đủ năng lượng để vượt qua băng cấm năng lượng của vật liệu, để electron chuyển từ băng valence sang băng dẫn.

Kết quả: Sự chuyển dịch này tạo ra cặp electron-lỗ trống trong vật liệu. Electron được kích thích có thể tham gia vào việc dẫn điện, (gọi là electron quang điện) trong khi lỗ trống cũng có thể di chuyển và đóng vai trò như các hạt mang điện tích dương

Bạn có thể tìm hiểu thêm về ứng dụng của hiện tượng quang điện trong cảm biến ánh sáng, tấm pin mặt trời và các loại kính tự động điều chỉnh ánh sáng .

Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì?

Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là bước sóng dài nhất của bức xạ điện từ mà khi chiếu vào kim loại đó, gây ra được hiện tượng quang điện. Để tính giới hạn quang điện, chúng ta sử dụng công thức sau:

Trong đó:

λ0 là giới hạn quang điện của kim loại (đơn vị: mét).

( h ) là hằng số Planck (khoảng (6.626 \times 10^{-34}) Joule giây).

( c ) là tốc độ ánh sáng trong chân không (3.108 m/s).

( A ) là công thoát của electron ra khỏi kim loại (đơn vị: Joule).

Giới hạn quang điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tần số và cường độ của ánh sáng chiếu vào kim loại, tính chất vật lý và cấu trúc tinh thể của kim loại, cũng như nhiệt độ môi trường xung quanh.

Ứng dụng của giới hạn quang điện rộng rãi trong các thiết bị quang điện tử như pin quang điện và cảm biến ánh sáng, cũng như trong công nghệ thông tin. 

Xem thêm các chủ đề LTĐH trên Blog Góc Vật lí: Lượng tử ánh sáng, Mạch RLC , Máy biến áp , Sóng ánh sáng , Sóng cơ học, Sóng dừng , Sóng điện từ ,

Bài viết này phát hành trên Blog Góc Vật lí: https://buicongthang.blogspot.com  

Một ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong không khí 700nm và trong chất lỏng trong suốt là 500nm. Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó là

Trong một thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là a=0,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát là D = 2m. Hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6 μm. Trên màn quan sát được hình ảnh giao thoa. Khoảng cách giữa hai vân sáng bậc hai là

Bạn muốn tìm kiếm gì không?