• Skip to main content
  • Bỏ qua primary sidebar
Cộng đồng học tập lớp 12

Cộng đồng học tập lớp 12

Trắc nghiệm bài học, bài tập, kiểm tra và đề thi cho học sinh lớp 12.

Bạn đang ở:Trang chủ / Tổng ôn Lý 12 / Tổng hợp lý thuyết cách giải bài toán hệ thức anhxtanh về hiện tượng quang điện vật lý lớp 12

Tổng hợp lý thuyết cách giải bài toán hệ thức anhxtanh về hiện tượng quang điện vật lý lớp 12

09/04/2022 by admin Để lại bình luận

DẠNG 3: HỆ THỨC ANH-XTANH VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN.

TỔNG QUÁT

Hệ thức Anh-xtanh: $\varepsilon =A+{{\text{W}}_{}}\Leftrightarrow hf=\frac{hc}{\lambda }=A+\frac{mv_{\text{omax}}^{2}}{2}$

VÍ DỤ MINH HỌA

 

Ví dụ 8: Một bản kim loại có công thoát electron bằng 4,47 eV. Chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng bằng 0,14 $\mu m$ (trong chân không). Cho biết $h=6,{{625.10}^{-34}}J\text{s};c={{3.10}^{8}}m/s;e=1,{{6.10}^{-19}}$ C và ${{m}_{e}}=9,{{1.10}^{-31}}$ kg. Động năng ban đầu cực đại và vận tốc ban đầu của electron quang điện lần lượt là

A. $7,{{04.10}^{-19}}J;2,{{43.10}^{6}}$ m/s. B. $3,25eV;2,{{43.10}^{6}}$ m/s. 

C. $5,{{37.10}^{-19}}J;1,{{24.10}^{6}}$ m/s. D. $4,40eV;1,{{24.10}^{6}}$ m/s.

Lời giải

Hệ thức Anh-xtanh: $\varepsilon =A+{{\text{W}}_{m\text{ax}}}$

$\Rightarrow {{\text{W}}_{m\text{ax}}}=\varepsilon -A=\frac{hc}{\lambda }-A=\frac{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{0,{{14.10}^{-6}}}-4,47.1,{{6.10}^{-19}}=7,{{04.10}^{-19}}J=4,4$ eV.

${{\text{W}}_{m\text{ax}}}=\frac{1}{2}mv_{m\text{ax}}^{2}\Rightarrow {{v}_{m\text{ax}}}=\sqrt{\frac{2{{\text{W}}_{m\text{ax}}}}{m}}=\sqrt{\frac{2.7,{{04.10}^{-19}}}{9,{{1.10}^{-31}}}}=1,{{24.10}^{6}}$ m/s. Chọn D. 

Ví dụ 9: [Trích đề thi THPT QG năm 2009]. Chiếu đồng thời hai bức xạ có bước sóng 0,452 $\mu m$ và 0,243 $\mu m$vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện là 0,5 $\mu m$. Lấy $h=6,{{625.10}^{-34}}J\text{s};c={{3.10}^{8}}$ m/s và ${{m}_{e}}=9,{{1.10}^{-31}}$ kg. Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện bằng

A. $9,{{61.10}^{5}}$ m/s. B. $1,{{34.10}^{6}}$ m/s. C. $2,{{29.10}^{4}}$ m/s. D. $9,{{24.10}^{3}}$ m/s.

Lời giải

Ta có: ${{\lambda }_{1}}\Rightarrow {{v}_{m\text{ax}1}};{{\lambda }_{2}}\Rightarrow {{v}_{m\text{ax2}}}$

Có ${{\text{W}}_{m\text{ax}}}=\varepsilon -A\Leftrightarrow \frac{1}{2}mv_{m\text{ax}}^{2}=\frac{hc}{\lambda }-A$ nên do ${{\lambda }_{1}}>{{\lambda }_{2}}$ thì ${{v}_{m\text{ax2}}}>{{v}_{m\text{ax1}}}$

Vận tốc cực đại của các electron quang điện:

${{v}_{m\text{ax2}}}=\sqrt{\frac{2hc\left( \frac{1}{{{\lambda }_{2}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{0}}} \right)}{m}}=\sqrt{\frac{2.6,{{25.10}^{-3}}{{.3.10}^{8}}\left( \frac{1}{0,{{243.10}^{-6}}}-\frac{1}{0,{{5.10}^{-6}}} \right)}{9,{{1.10}^{-31}}}}=9,{{61.10}^{5}}$ m/s.

Nếu chiếu đồng thời nhiều bước sóng kích thích khác nhau thì bước sóng ngắn nhất quyết định vận tốc ban đầu cực đại và động năng cực đại. Chọn A.

 

 

Ví dụ 10: Chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng ${{\lambda }_{1}}$ và ${{\lambda }_{2}}$ với ${{\lambda }_{2}}=2{{\lambda }_{1}}$ vào một tấm kim loại thì tỉ số động năng ban đầu cực đại của quang electron bứt ra khỏi kim loại là 9. Giới hạn quang điện của kim loại là ${{\lambda }_{0}}$. Tỉ số ${{\lambda }_{0}}/{{\lambda }_{1}}$ bằng

A. 16/9. B. 2. C. 16/7. D. 8/7.

Lời giải

Ta có: $\frac{{{\text{W}}_{1}}}{{{\text{W}}_{2}}}=9\Leftrightarrow \frac{{{\varepsilon }_{1}}-A}{{{\varepsilon }_{2}}-A}=9\Leftrightarrow \frac{\frac{1}{{{\lambda }_{1}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{0}}}}{\frac{1}{{{\lambda }_{2}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{0}}}}=9$

Đặt ${{\lambda }_{1}}=1\Rightarrow {{\lambda }_{2}}=2\Rightarrow \frac{1}{{{\lambda }_{0}}}=\frac{7}{16}\Rightarrow {{\lambda }_{0}}=\frac{16}{7}\Rightarrow \frac{{{\lambda }_{0}}}{{{\lambda }_{1}}}=\frac{16}{7}$ . Chọn c.

Ví dụ 11: Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng ${{\lambda }_{1}}=600nm$ và ${{\lambda }_{2}}=0,3\mu m$ vào một tấm kim loại thì thu được các electron quang điện có vận tốc cực đại lần lượt là ${{v}_{1}}={{2.10}^{5}}$ m/s và ${{v}_{2}}={{4.10}^{5}}$ m/s. Chiếu bằng bức xạ có bước sóng ${{\lambda }_{3}}=0,2\mu m$ thì vận tốc cực đại của quang điện tử là

A. ${{5.10}^{5}}$ m/s. B. $2\sqrt{7}{{.10}^{5}}$ m/s. C. ${{6.10}^{5}}$ m/s.              D. $\sqrt{6}{{.10}^{5}}$ m/s.

Lời giải

Theo công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện, ta có:

$\left\{ \begin{array}{} \frac{hc}{{{\lambda }_{1}}}=A+\frac{1}{2}mv_{1}^{2} \\ {} \frac{hc}{{{\lambda }_{2}}}=A+\frac{1}{2}mv_{2}^{2} \\ {} \frac{hc}{{{\lambda }_{3}}}=A+\frac{1}{2}mv_{3}^{2} \\ \end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} hc\left( \frac{1}{{{\lambda }_{2}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{1}}} \right)=\frac{1}{2}m\left( v_{2}^{2}-v_{1}^{2} \right)(1) \\ {} hc\left( \frac{1}{{{\lambda }_{3}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{1}}} \right)=\frac{1}{2}m\left( v_{3}^{2}-v_{1}^{2} \right)(2) \\ \end{array} \right.$

Chia hai vế của (1) cho (2), ta được:

$\frac{v_{3}^{2}-v_{1}^{2}}{v_{2}^{2}-v_{1}^{2}}=\frac{\frac{1}{{{\lambda }_{3}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{1}}}}{\frac{1}{{{\lambda }_{2}}}-\frac{1}{{{\lambda }_{1}}}}\Leftrightarrow \frac{v_{3}^{2}-{{\left( {{2.10}^{5}} \right)}^{2}}}{{{\left( {{4.10}^{5}} \right)}^{2}}-{{\left( {{2.10}^{5}} \right)}^{2}}}=\frac{\frac{1}{0,2}-\frac{1}{0,6}}{\frac{1}{0,3}-\frac{1}{0,6}}\Rightarrow {{v}_{3}}=2\sqrt{7}{{.10}^{5}}$ m/s. Chọn B.

 

 

Ví dụ 12: Chiếu lần lượt ba bức xạ đơn sắc có bước sóng theo tỉ lệ ${{\lambda }_{1}}:{{\lambda }_{2}}:{{\lambda }_{3}}=1:2:1,5$ vào catốt của một tế bào quang điện thì nhận được các electron quang điện có vận tốc ban đầu cực đại tương ứng và có tỉ lệ ${{v}_{1}}:{{v}_{2}}:{{v}_{3}}=2:1:k$, với k bằng

A. $\sqrt{3}$. B. $\frac{1}{\sqrt{3}}$. C. $\sqrt{2}$. D. $\frac{1}{\sqrt{2}}$.

Lời giải

Theo công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện, ta có:

$\left\{ \begin{array}{} \frac{hc}{\lambda }=A+\frac{1}{2}m{{\left( 2v \right)}^{2}}\left( 1 \right) \\ {} \frac{hc}{2\lambda }=A+\frac{1}{2}m{{v}^{2}}\left( 2 \right) \\ {} \frac{hc}{1,5\lambda }=A+\frac{1}{2}m{{\left( kv \right)}^{2}}\left( 3 \right) \\ \end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{} \left( 1 \right)-\left( 2 \right)\Rightarrow \frac{hc}{2\lambda }=3\frac{m{{v}^{2}}}{2} \\ {} \left( 3 \right)-\left( 1 \right)=\frac{hc}{6\lambda }=\left( {{k}^{2}}-1 \right)\frac{m{{v}^{2}}}{2} \\ \end{array} \right.\Rightarrow 3=\frac{3}{{{k}^{2}}-1}\Rightarrow k=\sqrt{2}$. Chọn C.

 

Thuộc chủ đề:Tổng ôn Lý 12 Tag với:CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Bài liên quan:
  1. Tổng hợp lý thuyết bài tập phản ứng phân hạch và nhiệt hạch có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  2. Tổng hợp lý thuyết lý thuyết về phản ứng phân hạch và nhiệt hạch vật lý lớp 12
  3. Tổng hợp lý thuyết bài tập phản ứng hạt nhân các định luật bảo toàn có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  4. Tổng hợp lý thuyết lý thuyết về phản ứng hạt nhân và các định luật bảo toàn vật lý lớp 12
  5. Tổng hợp lý thuyết bài tập phóng xạ có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  6. Tổng hợp lý thuyết phóng xạ là gì? vật lý lớp 12
  7. Tổng hợp lý thuyết bài tập cấu tạo hạt nhân nguyên tử có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  8. Tổng hợp lý thuyết hạt nhân nguyên tử có cấu tạo như thế nào? vật lý lớp 12
  9. Tổng hợp lý thuyết bài tập tia x (rơn ghen) sự phát quang và laze có đáp án chi tiết vật lý lớp 12
  10. Tổng hợp lý thuyết lý thuyết chung về tia x (rơn ghen) sự phát quang và tia laze vật lý lớp 12

Reader Interactions

Trả lời Hủy

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Sidebar chính

Trắc nghiệm online Lớp 12 - Bài học - Ôn thi THPT 2022.
Bản quyền - Chính sách bảo mật - Giới thiệu - Liên hệ - Sitemap.