LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP NHIẾP ẢNH NGOẠI CẢNH
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Hiệu ứng quang điện (bên ngoài) – Thuyết lượng tử ánh sáng.
Một. hiện tượng quang điện
Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiệu ứng quang điện).
b. định luật quang điện
+ Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện):
Với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hoặc bằng giới hạn quang điện l0 của kim loại đó thì mới gây ra hiện tượng quang điện: λ ≤ λ0.
+ Định luật quang điện thứ hai (định luật quang điện bão hòa):
Với mỗi ánh sáng thích hợp (với ≤ 0) thì cường độ dòng quang
Dòng bão hòa tỷ lệ với cường độ chùm tia kích thích.
+ Định luật III quang điện
(định luật động năng cực đại của quang điện tử):
Động năng ban đầu cực đại của quang điện tử không phụ thuộc vào
phụ thuộc vào cường độ của chùm tia kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước
sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.
c. thuyết lượng tử ánh sáng
Chùm ánh sáng là chùm phôtôn (lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có một năng lượng xác định (năng lượng của 1 phôtôn ɛ = hf(J). Nếu trong chân không thì ε=hf=h.cλε=hf=h.cλ
f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng.
h=6,625.10-34 Js : Hằng số Plank; c = 3.108 m/s : vận tốc tức thời của ánh sáng trong chân không.
Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, tức là chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn.
+ các phôtôn bay dọc theo ánh sáng với vận tốc c = 3.108 m/s trong chân không.
Năng lượng của mỗi photon rất nhỏ. Ngay cả một chùm ánh sáng yếu cũng chứa rất nhiều photon do nhiều nguyên tử và phân tử phát ra. Vì vậy, chúng ta thấy một chùm ánh sáng liên tục.
Photon chỉ tồn tại ở trạng thái di chuyển. Không có photon đứng yên.
d. giải thích định luật quang điện
+Bảng giá trị giới hạn quang điện
đ. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng
Ánh sáng có cả tính chất sóng và tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt.
Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng rõ ràng thì tính chất hạt mờ nhạt và ngược lại.
+ Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, năng lượng của phôtôn càng cao thì tính chất hạt càng thể hiện rõ như trong hiện tượng quang điện, trong khả năng đâm xuyên, khả năng phát quang…, còn tính chất sóng thì mờ nhạt hơn. dịu dàng.
+ Ngược lại, sóng điện từ có bước sóng càng dài thì năng lượng của phôtôn tương ứng với nó càng nhỏ thì các tính chất của sóng như giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc,…, tính chất hạt càng được thể hiện rõ. là mờ nhạt.
CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. các công thức này:
+ Công suất của nguồn sáng: P=nλεP=nλε
nλnλ là số photon phát ra trong một giây. εε là lượng tử ánh sáng.
+ Dòng quang điện bão hòa: Ibh=nεeIbh=nεe (Giả sử n= ne , với n là số electron đến Anốt)
nene là số quang điện tử bứt ra khỏi cực âm mỗi giây = n số điện tử đến cực dương mỗi giây
e là điện tích nguyên tố.
+ Đổi đơn vị: 1eV=1,6.10-19J. 1MeV=1,6.10-13J.
+ hằng số tích hợp sẵn trên máy tính cầm tay Fx570MS; FX570ES; 570ES Plus bằng các lệnh sau:
[CONST] Con số [0 ~40] (xem mã trên nắp máy tính cầm tay)
+ Lưu ý: Khi tính toán bằng máy tính cầm tay, tuỳ theo yêu cầu của bài toán, có thể nhập trực tiếp các hằng số từ đề bài cho sẵn, hoặc muốn kết quả chính xác hơn thì nên nhập các hằng số. thông qua lệnh CONST [0~ 40] đã được cài đặt sẵn trong máy tính! (Xem thêm bảng SỐ VẬT LÍ bên dưới)
*-Ví dụ 1: Máy 570ES:
3. Các dạng bài tập: Cho 1 eV = 1,6.10-19 J ; h = 6,625.10-34 Js ; c = 3,108 m/s; me = 9,1.10-31 kg.
Dạng 1: Tính giới hạn quang điện, công suất và véc tơ vận tốc tức thời cực đại ban đầu của êlectron quang điện khi bật ra khỏi Katốt.
-hằng số: h = 6,625.10-34 Js; c = 3,108 m/s; e = 1,6.10-19C; me = 9,1.10-31 kg.
Ví dụ 1: Giới hạn quang điện của kẽm là λo = 0,35μm. Tính công thực hiện bởi các electron từ kẽm?
Nhấp vào máy tính: phân số SHIFT 7 06 h X SHIFT 7 28 Co ↓ 0,35 X10x -6 = 5,6755584×10-19J
Chuyển đổi thành eV: Chia cho e: Nhấn chia SHIFT 7 23 =
Hiển thị: 3,5424 eV
Nhận xét: Hai kết quả trên khác nhau là do thao tác cách nhập số!!!
Dạng 2: Liên hệ giữa động năng ban đầu (vectơ vận tốc tức thời ban đầu) và hiệu điện thế hãm giữa hai đầu A và K để triệt tiêu dòng quang điện.
Ví dụ 1: Ta chiếu ánh sáng có bước sóng 0,42μm vào K của một tbqd. Công mà KL thực hiện với K là 2eV. Để triệt tiêu dòng quang điện, phải duy trì hiệu điện thế hãm UAK bằng bao nhiêu?
-Dòng điện bão hòa: Ibh = ne.e .(ne là số êlectron quang điện chuyển từ catốt sang anốt trong 1 giây).
– Hiệu suất quang điện: H = ne/nλ
Ví dụ 1: Một đèn phát ánh sáng đơn sắc có λ=0,6μm sẽ phát ra bao nhiêu phôtôn trong 10s nếu công suất của đèn là P = 10W.
Phần thưởng:
Dạng 5: Cho dòng quang điện bão hòa. Tính số êlectron quang điện bật ra khỏi Katốt sau thời gian t.
Dạng 6: Tính hiệu suất lượng tử của một tế bào quang điện.
PPG: Hiệu suất lượng tử của tế bào quang điện là đại lượng được tính bằng tỷ số giữa số electron quang điện bật ra khỏi Katốt với số lượng photon đập vào Katốt.
Ví dụ 1: Khi chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,5 micromet vào bề mặt của một tế bào quang điện thì thấy dòng điện bão hòa có cường độ 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào Katốt là P=1,5W. hiệu suất của tế bào quang điện.
Dạng 7: Ứng dụng hiện tượng quang điện tính các hằng số h, e, A .
Sử dụng các công thức:
Dạng 8: Chiếu ánh sáng kích thích có bước sóng thích hợp vào bề mặt của một tấm KL (hoặc quả cầu) cô lập điện. Tính hiệu điện thế cực đại mà tấm KL đạt được.
PPG: Khi chiếu ánh sáng kích thích vào bề mặt KL thì quang điện tử tắt, tấm KL mất bớt êlectron (-) nên mang điện tích (+) và có điện thế V. Điện trường do điện thế V gây ra được tạo ra. tạo ra điện trở AC = eV ngăn chặn sự bứt ra của các electron tiếp theo. Nhưng ban đầu AC
Chúng ta có:
1. Năng lượng lượng tửε=hf=h.cλε=hf=hc/λVới: h = 6,625.10-34 Js: Hằng số phẳng f: tần số của ánh sáng đơn sắc c = 3.108 m/s: tốc độ ánh sáng trong chân không (m): bước sóng ánh sáng trong chân không
2. Công suất bức xạP=Nε=Nhf=N.hcλP=Nε=Nhf=N.hc/λP (W): Công suất bức xạN: số phôtôn phát ra trong 1s
3. Hiệu suất lượng tửH=n/NTrong đó n là số electron bứt ra trong 1s
4. Giới hạn quang điệnλ0=hcAλ0=hcATrong đó A là công thực hiện bởi các electron rời khỏi kim loạiA (J) ⇒ 1eV = 1,6.10-19 J
5. Công thức EinsteinNăng lượng của 1 photon εε:+ Nội năng Q+ Công thoát A+ Động năng ban đầu Ed⇒ εε = Q + A + Edo Đối với các electron ở bề mặt kim loại ⇒ Q = 0; Edo tối đa
Với m = me = 9,1.10-31 kg: khối lượng electron
Ví dụ1: Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có f = 5,1014 Hz. Số phôtôn của nguồn phát ra trong mỗi tờ giấy bằng 3.1019 hạt. Tìm công suất bức xạ của nguồn? Giải:P=N.ε=NhfP=N.ε=Nhf⇒ P = 3,1019.6,625.10-34,5.1014 = 9,9375 W
Ví dụ2: Chiếu chùm bức xạ có bước sóng 0,18 μm vào bề mặt một miếng kim loại có giới hạn quang điện là 0,3 μm. nghĩ rằng năng lượng của mỗi photon được sử dụng để phân phối công và công thoát của các electron, phần còn lại được chuyển hóa hoàn toàn thành động năng. Tìm vectơ vận tốc tức thời cực đại của các êlectron? Giải pháp:
Nếu chiếu đồng thời nhiều bước sóng kích thích thì bước sóng ngắn nhất xác định vectơ vận tốc tức thời ban đầu cực đại và vectơ động năng cực đại. lựa chọn A
Bản quyền bài viết thuộc pgddttramtau.edu.vn. Mọi sao chép đều là gian lận!
Nguồn chia sẻ:
công thức Einstein
Bạn thấy bài viết Công thức Anhxtanh – THPT Lê Hồng Phong có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Công thức Anhxtanh – THPT Lê Hồng Phong bên dưới để pgddttramtau.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: pgddttramtau.edu.vn của PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HUYỆN TRẠM TẤU
Nhớ để nguồn bài viết này: Công thức Anhxtanh – THPT Lê Hồng Phong của website pgddttramtau.edu.vn
Chuyên mục: Văn học
