Bài tập về Lượng tử ánh sáng Vật lí lớp 12 (Có đáp án) - Phần 4

BT về lượng tử ánh sáng P - 4
Câu 16: 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
Giải: Công suất của ánh sáng kích thích P = N N số phôtôn của ánh sáng kích thích phát ra trong 1s. Công suất của ánh sáng phát quang:. P’ = N’ N’ số phôtôn của ánh sáng phát quang phát ra trong 1s. Hiệu suất của sự phát quang: H = 
------> N’ = NH= 2012.1010. 0,9. = 2,4144.1013 . Chọn đáp án B
 Câu 17 Ca tốt của tế bào quang điện chân không là một tấm kim loại phẳng có giới hạn quang điện l0 = 0,6 mm. Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng l = 0,5 mm. Anốt cũng là tấm kim loại phẳng cách cotốt 1cm. Giữa chúng có một hiệu điệnn thế 10 V. Tính 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
Giải Các quang e bứt ra khỏi catốt có vận tốc ban đầu cực đại v0max được xác định theo công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:
 ------> (m/s)
 Các quang e bứt ra khỏi catốt theo các hướng khác nhau và chuyển động về anốt, trong đó các quang e bay ra theo hướng song song với mặt phẳng catốt sẽ rơi xa nhất, ở phần ngoài cùng của mặt tròn, bán kính Rmax chính là tầm bay xa của các quang e này: Rmax = v0max t với t là thời gian chuyển động của quang e từ K đến A Lực tác dụng lên e có độ lớn F = eE = eU/d = ma với a là gia tốc của quang e.
d
R
v0max
K
A
 d = s = at2/2. Gia tốc của quang e chuyển động từ K về A
 a = eUAK/md. thời gian chuyển động của e từ K về A
 t = (s)
Rmax = v0max t = 3,8.105.1,067.10-8 = 4,0546.10-3 m 
= 4,06 mm. Chọn đáp án A
Câu 18: hai điện cực bằng canxi đặt gần nhau trong chân không và 
được nối với 1 tụ điện có điện dung C =8nF. Chiếu vào 1 trong 2 điện cực với thời gian đủ lâu bằng ánh sáng có tần số f = 1015Hz cho đến khi dòng quang điện mất hoàn toàn. Công thoát electron ở canxi là A= 2,7625eV.điện tích q trên các bản tụ khi dó gần bằng ( Đáp số: 1,1.10-8C)
Giải: hf = A + eUh -----> eUh = hf – A = 6,625.10-34.1015 - 2,7625 (eV) 
= 4,1406 – 2,7625 (eV) = 1,3781 (eV) ----> Uh 1,3781 (V) 
 Điện tích q trên các bản tụ khi dó gần bằng q = CUh = 1,3781.8.10-9 = 1,1. 10-8C. 
Câu 19: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M bằng
A. 9. B. 2. C. 3. D. 4.
Giải: 
Ở đâu ta có biểu thức trên, mong thầy cô hướng dẫn chi tiết thêm cho em, xin cảm ơn!
Giải: Khi êlectron chuyển động quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều.thì lực Cu lông tương tác giữa êlectron và hạt nhân đóng vai trò là lực hướng tâm, nên ta có:
 = k-------> v2 = . -------> = = 9 -------> = 3. Chọn đáp án C
Câu 20: Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp . Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen là . Giả thiết 1% năng lượng của chïm electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?
 A.3,125.1016 (ph«t«n/s) B.3,125.1015 (ph«t«n/s) 
 C.4,2.1015 (ph«t«n/s) D.4,2.1014 (ph«t«n/s)
Giải:
Năng lượng cua tia X có bước sóng ngằn nhất được tính theo công thức:
 exmax = = = eU
Năng lượng trung bình của tia X: eX =0,75exmax = 0,75eU
Gọi n là số photon của tia X phát ra trong 1s, công suất của chùm tia X: 
 P = neX = 0,75neU
 Số electron đến được anot trong 1s: ne = . Năng lượng chùm electron đến anot trong 1s là 
 Pe = ne= eU = IU
Theo bài ra : P = 0,01Pe ------->0,75neU = 0,01IU
-----> n = = = 4,166.1014 = 4,2.1014 (photon/s). Chọn đáp án D