Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 44: Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Để các em có thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích chúng tôi xin giới thiệu đến các em học sinh nội dung Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao dưới đây. Tài liệu được eLib biên soạn và tổng hợp với nội dung các bài tập có phương pháp và hướng dẫn giải đầy đủ chi tiết, rõ ràng. Mời các em cùng tham khảo.

Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 44: Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

1. Giải bài 1 trang 229 SGK Vật lý 12 nâng cao

Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của

A. Mọi êlectron

B. Mọi nguyên tử

C. Phân tử mọi chất

D. Một chùm sáng đơn sắc phải luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung giả thuyết lượng tử của Plăng vê năng lượng ánh sáng

Hướng dẫn giải

- Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của một chùm sáng đơn sắc phải luôn luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng.

- Chọn đáp án D.

2. Giải bài 2 trang 229 SGK Vật lý 12 nâng cao

Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lượng

A. của mọi phôtôn đều bằng nhau.

B. của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng.

C. giảm dần, khi phôtôn càng rời xa nguồn.

D. của phôtôn không phụ thuộc vào bước sóng.

Phương pháp giải

Theo thuyết phôtôn của Anhxtanh, năng lượng của photon có giá trị bằng năng lượng của một lượng tử

Hướng dẫn giải

- Theo thuyết phôtôn của Anhxtanh thì năng lượng của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng.

- Chọn đáp án B.

3. Giải bài 3 trang 229 SGK Vật lý 12 nâng cao

Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện là

\(\begin{array}{l} A.\,\,hf = \frac{1}{2}mv_0^2 + A.\\ B.\,\,hf = \frac{1}{2}mv_{0\max }^2 + A.\\ C.\,\,h\frac{c}{\lambda } = \frac{1}{2}mv_{0\max }^2 - A.\\ D.\,\,h\frac{c}{\lambda } + h\frac{c}{{{\lambda _0}}} = \frac{1}{2}mv_0^2. \end{array}\)

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

Hướng dẫn giải

- Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện là :

\(hf = \frac{1}{2}mv_{0\max }^2 + A\)

- Chọn đáp án B.

4. Giải bài 4 trang 229 SGK Vật lý 12 nâng cao

Chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng 400 nm vào catôt bằng natri của một tế bào quang điện. Biết giới hạn quang điện của natri là 0,5μm, hãy tính vận tốc ban đầu cực đại của các quang êlectron.

Phương pháp giải

Dựa vào công thức Anhxtanh, ta tính vận tốc ban đầu cực đại của e theo công thức:

\({v_{0\max }} = \sqrt {\frac{2}{m}\left( {\frac{{hc}}{\lambda } - \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}} \right)} \)

Hướng dẫn giải

- Chiếu ánh sáng λ=400(nm) vào catôt bằng Natri có giới hạn quang điện λ0=0,5(μm) thì có hiện tượng quang điện

- Công thức Anhxtanh :

\(\frac{{hc}}{\lambda } = \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}} + \frac{{mv_{0\max }^2}}{2}\)

- Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là:

\(\begin{array}{l} {v_{0\max }} = \sqrt {\frac{2}{m}\left( {\frac{{hc}}{\lambda } - \frac{{hc}}{{{\lambda _0}}}} \right)} \\ = \sqrt {\frac{{{{2.6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{9,1.10}^{ - 31}}}}\left( {\frac{1}{{{{0,4.10}^{ - 6}}}} - \frac{1}{{{{0,5.10}^{ - 6}}}}} \right)} = {0,47.10^6}(m/s) \end{array}\)

5. Giải bài 5 trang 229 SGK Vật lý 12 nâng cao

Chiếu vào catôt của một tế bào quang điện một chùm sáng có bước sóng 0,330μm. Biết rằng để triệt tiêu dòng quang điện, phải đặt một hiệu điện thế hãm bằng 1,38V giữa anôt và catôt. Hãy xác định công thoát của êlectron khỏi kim loại và giới hạn quang điện của kim loại làm catôt.

Phương pháp giải

- Tính công thoát A theo công thức:

\(A = \frac{{hc}}{\lambda } - e\left| {{U_h}} \right|\)

- Áp dụng công thức:

\({\lambda _0} = \frac{{hc}}{A}\)

để tính giới hạn quang điện

Hướng dẫn giải

Ánh sáng đơn sắc λ=0,33(μm)); hiệu điện thế hãm Uh=−1,38(V)

- Công thoát của electron khỏi kim loại tính theo công thức Anhxtanh:

\(\begin{array}{l} \frac{{hc}}{\lambda } = A + {E_{d\max }}\\ \Leftrightarrow \frac{{hc}}{\lambda } = A + e\left| {{U_h}} \right|\\ \Rightarrow A = \frac{{hc}}{\lambda } - e\left| {{U_h}} \right|\\ = \frac{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{0,33.10}^{ - 6}}}} - {1,6.10^{ - 19}}.1,38\\ = {3,815.10^{ - 19}}(J) \end{array}\)

- Giới hạn quang điện làm catôt :

\({\lambda _0} = \frac{{hc}}{A} = {0,52.10^{ - 6}}(m) = 0,52(\mu m)\)

Ngày:28/10/2020 Chia sẻ bởi:Tuyết

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM