TopStudy

Đáp án và lời giải

Chuyên đề Vật lí 12 Cánh diều Bài 1. Năng lượng photon và hiệu ứng quang điện có đáp án

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ngoài tính chất sóng, ánh sáng còn có tính chất:

- Tính chất lượng tử : Hiện tượng quang điện, hiện tượng quang hoá học

- Tính chất hạt

- Tính chất lưỡng tính sóng, hạt.

Ví dụ: Hiện tượng quang điện: Khi chiếu ánh sáng lên bề mặt kim loại, nếu năng lượng photon lớn hơn hoặc bằng năng lượng tối thiểu cần thiết để giải phóng electron khỏi nguyên tử kim loại, electron sẽ được giải phóng và tạo ra dòng điện.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Bởi vì khi tích điện âm cho tấm kẽm, thì nó nhận thêm electron khiến tấm kẽm thừa điện tích âm, chính điện tích âm thừa này đã tạo ra điện trường, lực hút của điện trường làm cho các điện tích dương trong hai lá kim loại chuyển động về hai đầu lá, dẫn đến hai lá của điện nghiệm xoè ra do lực đẩy của các điện tích dương.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Hình minh hoạ

Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa cường độ dòng điện I và hiệu điện thế UAK_{AK}

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì cường độ dòng quang điện đạt đến trạng thái bão hoà.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

n=4.10−51,6.10−19=2,5.1014n=\frac{{4.10}^{-5}}{{1{,}6.10}^{-19}}={2{,}5.10}^{14}

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

λ=hcε=6,626.10−34.3.1088,2.10−20=2,42.10−6mλ=\frac{hc}{ε}=\frac{{6{,}626.10}^{-34}{.3.10}^{8}}{{8{,}2.10}^{-20}}={2{,}42.10}^{-6}m

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì mật độ photon rất lớn.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Wd=qU=1,6.10−19.1500=2,4.10−16J{{\rm{W}}_d} = qU = {1{,}6.10^{ - 19}}.1500 = {2{,}4.10^{ - 16}}J

b) Wd=12mv2⇒12.1,67.10−27.v2=2,4.10−16⇒v=5,36.105m/s{{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow \frac{1}{2}{.1{,}67.10^{ - 27}}.{v^2} = {2{,}4.10^{ - 16}} \Rightarrow v = {5{,}36.10^5}m/s

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Đối với các clectron nằm sâu bên trong kim loại, trước khi đến bề mặt kim loại, chúng dã va chạm với các ion dương của kim loại và mất một phần năng lượng.

Nếu electron nằm ở bề mặt kim loại thì nó có thể thoát ra ngay mà không mất năng lượng truyền cho kim loại. So với động năng ban đầu mà các electron nằm ở sâu bên trong kim loại thu được khi bị bứt ra thì động năng ban đầu của electron nằm ở bề mặt là cực đại.

Do đó các electron ở trong khối kim loại, khi bị bứt ra, lại có động năng ban đầu nhỏ hơn mvomax⁡22\frac{m{v}_{o\max }^{2}}{2}.

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

hcλ=hcλ0+Wdmax⁡⇒6,626.10−34.3.1080,25.10−6=6,626.10−34.3.1080,5.10−6+Wdmax⁡⇒Wdmax⁡=3,9756.10−19J\frac{hc}{λ}=\frac{hc}{{λ}_{0}}+{\text{W}}_{d\max }\Rightarrow \frac{{6{,}626.10}^{-34}{.3.10}^{8}}{{0{,}25.10}^{-6}}=\frac{{6{,}626.10}^{-34}{.3.10}^{8}}{{0{,}5.10}^{-6}}+{\text{W}}_{d\max }\Rightarrow {\text{W}}_{d\max }={3{,}9756.10}^{-19}J

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Từ công thức Einstein, ta có động năng ban đầu cực đại của electron bằng: 12mv02=hf−A=hcλ−A\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=hf-A=\frac{hc}{λ}-A

Ta thấy động năng ban đầu cực đại của electron không phụ thuộc vào cường độ chùm bức xạ điện từ kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng kích thích A và công thoát A của electron.

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Khi photon có bước sóng ngắn hơn giới hạn quang điện của kim loại thì khi đó năng lượng photon truyền cho kim loại đủ lớn, lớn hơn công thoát A, do đó đủ là bật ra các electron khỏi bề mặt kim loại.