190 Bài tập Lượng tử ánh sáng cơ bản, nâng cao cực hay có lời giải (P3)
40 câu hỏi
Các bình nước nóng năng lượng Mặt Trời được sử dụng phổ biến hiện nay thường hoạt động dựa vào
hiện tượng quang điện ngoài, các quang electron bứt ra làm nóng nước trong các ống.
việc dùng pin quang điện, biến quang năng thành điện năng để đun nước trong các ống.
hiện tượng bức xạ nhiệt, các ống hấp thụ nhiệt từ Mặt Trời và tuyền trực tiếp cho nước bên trong.
hiện tượng phát xạ nhiệt electron, các electron phát ra do nhiệt độ cao làm nóng nước trong các ống
Đáp án C
Các bình nước nóng năng lượng Mặt Trời được sử dụng phổ biến hiện nay thường hoạt động dựa vào hiện tượng bức xạ nhiệt, các ống hấp thụ nhiệt từ Mặt Trời và tuyền trực tiếp cho nước bên trong
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.
Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s.
Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn
Đáp án B
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết của thuyết lượng tử ánh sáng
Cách giải: Năng lượng của photon ánh sáng : ε = hf => có phụ thuộc vào tần số của ánh sáng
Giới hạn quang điện của kim loại natri là λ0 = 0,50μm. Tính công thoát electron của natri ra đơn vị eV?
3,2eV
2,48eV
4,97eV
1,6eV
Đáp án B
Phương pháp: Công thoát A = hc/λ0
Cách giải: Công thoát của natri:
Chùm sáng đơn sắc đỏ khi truyền trong thủy tinh có bước sóng 0,5 μm. Biết thuỷ tinh có chiết suất n = 1,5. Năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đó là
1,77.10-19 J
1,99.10-19 J
3,98.10-19 J
2,65.10-19 J
Đáp án C
Năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng khi truyền qua các môi trường khác nhau là không đổi nên ta có
Theo nội dung thuyết lượng tử, kết luận nào sau đây sai?
Phôtôn của các bức xạ đơn sắc khác nhau thì có năng lượng khác nhau.
Phôtôn chuyển động trong chân không với vận tốc lớn nhất.
Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái chuyển động và đứng yên.
Năng lượng của phôtôn không đổi khi truyền đi trong chân không
Đáp án C
Photon không tồn tại trong trạng thái đứng yên
Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,78 μm. Chiếu vào chất quang dẫn đó lần lượt có chùm bức xạ đơn sắc có tần số f1 = 4,5.1014 Hz; f2 = 5,0.1013 Hz; f3 = 6,5.1013 Hz và f4 = 6,0.1014 Hz cho c = 3.108 m/s. Hiện tượng quang dẫn sẽ xảy ra với các chùm bức xạ có tần số.
f2 và f3
f1 và f4
f3 và f4
f1 và f2
Đáp án B
Ta có:
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang dẫn:
= Hiện tượng quang dẫn sẽ xảy ra với các chùm tần số f1 và f4
Khi nói về ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
Tia laze có tính đơn sắc cao, tính định hướng cao và cường độ lớn
Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ 3.108 m/s dọc theo tia sáng.
Hiện tượng quang điện trong được ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện
Đáp án A
Chùm tia laze được tạo thành bởi các hạt gọi là
prôtôn.
nơtron.
êlectron.
phôtôn.
Đáp án D
Công thoát của êlectron khỏi kẽm là 3,549eV. Lấy h = 6,625.10−34J.s; c = 3.108 m/s; 1,6.10−19C. Giới hạn quang điện của kẽm bằng
350 nm.
340 nm.
320 nm.
310 nm
Đáp án A
Áp dụng công thức tính giới hạn quang điện ta có:
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, trong các quỹ đạo dừng của êlectron có hai quỹ đạo có bán kính rm và rn. Biết rm − rn = 36r0, trong đó r0 là bán kính Bo. Giá trị rm gần nhất với giá trị nào sau đây?
98r0.
87r0.
50r0
65r0
Đáp án A
⇒ m - n và m + n là ước của 36. Mặt khác tổng của m - n và m + n là một số chẵn nên hai số sẽ cùng chẵn hoặc cùng lẻ.
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phôtôn ánh sáng?
mỗi phôtôn có một năng lượng xác định
năng lượng của phôtôn ánh sáng tím lớn hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng màu đỏ
năng lượng phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau đều bằng nhau
phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động
Đáp án C
Câu C sai do năng lượng của các phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau chứ không phải bằng nhau
Pin quang điện là nguồn điện hoạt động dựa trên hiện tượng
quang điện trong.
quang - phát quang.
tán sắc ánh sáng.
huỳnh quang
Đáp án A
Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong
Công thoát của êlectron khỏi đồng là 6,625.10-19 J. Cho h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m / s,giới hạn quang điện của đồng là
0,30μ m.
0,65 μ m.
0,15 μm
0,55 μ m
Đáp án A
Giới hạn quang điện của đồng được xác định bởi biểu thức:
Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được tính theo biểu thức (E0 là hằng số dương, n = 1,2,3,...). Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản. Khi chiếu bức xạ có tần sốf1 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ. Khi chiếu bức xạ có tần số f2 = 0,8f1 vào đám nguyên tử này thì chúng phát ra tối đa là
10 bức xạ.
6 bức xạ.
4 bức xạ.
15 bức xạ
Đáp án A
Khi chiếu bức xạ có tần số f1 vào vào đám nguyên tử thì chúng phát ra tối đa 3 bức xạ:
(1)
Khi chiếu bức xạ có tần số f2 = 1,08f1 thì: hf2 = Ex – E1 (2)
Từ (1) và (2)
=> Phát ra tối đa: bức xạ.
Khi chiếu ánh sáng đơn sắc màu chàm vào một chất huỳnh quang thì ánh sáng huỳnh quang phát ra không thể là ánh sáng
màu đỏ
màu tím
màu vàng
màu lục
Đáp án B
Ánh sáng huỳnh quang phát ra luôn có bước sóng dài hơn ánh sáng kích thích như vậy ánh sáng tím không thể là ánh sáng huỳnh quang kho chiếu ánh sáng chàm
Công thức liên hệ giữa giới hạn quang điện , công thoát electron A của kim loại, hằng số Planck h và tốc độ ánh sáng trong chân không c là
Đáp án A
Công thức liên hệ
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây sai?
Photon không tồn tại trong trạng thái đứng yên.
Photon của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng như nhau.
Nếu không bị hấp thụ, năng lượng của photon không đổi khi truyền đi xa
Trong chân không, photon bay với tốc độ
Đáp án B
Các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì có năng lượng khác nhau
Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng thì phát ra ánh sáng có bước sóng
. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là
Đáp án B
Theo giả thiết đề bài, ta có:
Khi electron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo N về L thì phát ra bức xạ màu lam có bước sóng khi chuyển từ quỹ đạo O về L thì phát ra bức xạ màu chàm có bước sóng
khi chuyển từ quỹ đạo O về N thì phát ra bức xạ có bước sóng
0,042
Đáp án D
Theo giả thiết bài toán, ta có
Thay các giá trị đã biết vào phương trình, ta thu được
rong không khí, khi chiếu ánh sáng có bước sóng 550nm vào một chất huỳnh quang thì chất này có thể phát ra ánh sáng huỳnh quang có bước sóng là
Đáp án A
Giới hạn quang điện của đồng là. Trong chân không, chiếu ánh sáng đơn sắc vào một tấm đồng. Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng
Đáp án C
Hiện tượng quang điện xảy ra khi
Giới hạn quang dẫn của một chất bán dẫn là Lấy
và
Năng lượng cần thiết để giải phóng một êlectron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) của chất đó là
Đáp án C
Ta có
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Khi electron trong nguyên tử chuyển động tròn đều trên quỹ đạo dừng M thì có tốc độ v(m/s). Biết bán kính Bo là. Nếu electron chuyển động trên một quỹ quỹ đạo dừng với thời gian chuyển động hết một vòng là
thì electron này đang chuyển động trên quỹ đạo
O
P
M
N
Đáp án B
(1)
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6…. |
Tên | K | L | M | N | O | P…. |
Lực tác dụng giữa hạt nhân và electron trong nguyên tử hdro chính là lực hướng tâm, do đó:
(2)
Từ (1) và (2)
Áp dụng vào bài toán
Chu kỳ
Phát biểu nào sau đây không đúng?
Hạt electron là hạt mang điện tích âm, có độ lớn
Hạt electron là hạt có khối lượng
Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm electron để trở thành ion
Electron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác
Đáp án D
Electron có thể di chuyển động từ vật này sang vật khác
Trong y học, người ta dùng một laze phát ra chùm sáng có bước sóng để “đốt” các mô mềm. Biết rằng để đốt được phần mô mềm có thể tích
thì phần mô này cần hấp thụ hoàn toàn năng lượng của
photon của chùm laze trên. Coi năng lượng trung bình để đốt cháy hoàn toàn
mô là 2,53 J. Lấy
Giá trị của
là
589 nm
683 nm
489 nm
485 nm
Đáp án A
Năng lượng trung bình để đốt cháy hoàn toàn mô mềm là
Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo M thì bán kính quỹ đạo giảm bớt
12
16
25
9
Đáp án B
Bán kính quỹ đạo M:
Ánh sáng huỳnh quang của một chất có bước sóng 0,5μm. Chiếu vào chất đó bức xạ có bước sóng nào dưới đây sẽ không có sự phát quang?
0,2
0,3
0,4
0,6
Đáp án D
Bước sóng của ánh sáng kích thích luôn ngắn hơn bước sóng huỳnh quang, vậy bước sóng 0,6 không thể gây ra hiện tượng phát quang
Nguyên tử đang có điện tích khi nhận được thêm electron thì nó
là ion dương.
vẫn là ion âm.
trung hòa về điện.
có điện tích không xác định được
Đáp án B
Electron mang điện tích âm
Một nguyên tử đang có điện tích nhận thêm electron thì vẫn là ion âm và điện tích lúc này của nó là
Giới hạn quang điện của kim loại Natri là Công thoát electron của Natri là
2,48eV
4,48eV
3,48eV
1,48eV
Đáp án A
Công thoát electron của Natri là
Laze là máy khuyêch đại ánh sáng dựa trên hiện tượng
quang điện ngoài
quang điện trong
phát xạ cảm ứng
quang phát quang.
Đáp án C
Laze là máy khuyêch đại ánh sáng dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng
Phát biểu nào sau đây sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?
Ở trạng thái đứng yên, mỗi phôtôn có một năng lượng xác định bằng hf.
Trong chân không, phôtôn chuyển động với tốc độ
Mỗi lần một nguyên tử hấp thụ ánh sáng cũng có nghĩa là nó hấp thụ một phôtôn
Dòng ánh sáng là dòng của các hạt mang năng lượng gọi là phôtôn.
Đáp án A
Photon chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động, không tồn tại photon đứng yên
Giới hạn quang điện của Canxi, Natri, Kali, Xesi lần lượt là Nếu sử dụng ánh sáng đơn sắc màu lục có bước sóng 520 nm thì sẽ gây ra được hiện tượng quang điện đối với kim loại
Natri và Kali.
Canxi và Natrix
Canxi và Xesi
Kali và Xesi.
Đáp án D
Để xảy ra quang điện thì ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn giưới hạn quang điện
Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, các êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện. Theo định nghĩa dòng điện thì chuyển động của êlectron quanh hạt nhân tạo nên dòng điện (gọi là dòng điện nguyên tử, phân tử). Khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo L thì dòng điện nguyên tử có cường độ khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo N thì dòng điện nguyên tử có cường độ là
Tỉ số
bằng
1/8
1/4
8
4
Đáp án C
Trong chuyển động của electron quanh hạt nhân thì lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm
dòng điện được định nghĩa là điện trường trong 1 đơn vị đo thời gian
ta lấy cùng trong một khoảng thời gian thì e trên quỹ đạo L di chuyển được 1 vòng, electron trên quỹ đạo N di chuyển được 1/8 vòng
Một chùm sáng đơn sắc có tần số Hz. Mỗi phôtôn trong chùm sáng này có năng lượng bằng
Đáp án C
Năng lượng của photon: J.
Cho bán kính Bo là m. Ở một trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô, electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính
m. Tên gọi của quỹ đạo này là
O
L
M
N
Đáp án B
Bán kính quỹ đạo dừng:
Thay số ta được suy ra quỹ đạo L
Lần lượt chiếu ánh sáng màu tím có bước sóng và ánh sáng màu lam có bước sóng
một mẫu kim loại có công thoát là
eV. Ánh sáng nào có thể gây ra hiện tượng quang điện?
Chỉ có màu lam
Chỉ có màu tím
Cả hai đều không
Cả màu tím và màu lam
Đáp án D
Giới hạn quang điện của tấm kim loại
Cả 2 bức xạ đều có bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện nên hiện tượng quang điện xảy ra trong cả hai trường hợp
Biết năng lượng ứng với các trạng thái dừng của nguyên tử Hiđrô được tính theo công thức . Khi chiếu lần lượt hai phôtôn có năng lượng
vào đám nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản thì đám nguyên tử
hấp thụ được cả 2 phôtôn.
không hấp thụ được photon nào.
chỉ hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng 12,75 (eV).
chỉ hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng 10,2 (eV)
Đáp án A
Nguyên tử sẽ hấp thụ cả 2 photon
Chiếu lần lượt hai chùm bức xạ (1) và (2) vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện Biết chùm bức xạ (1) gồm hai bức xạ có bước sóng
, chùm bức xạ (2) có hai bức xạ bước sóng
Phát biểu nào sau đây đúng?
Chỉ (1) gây ra hiện tượng quang điện trên tấm kim loại.
Chỉ (2) gây ra hiện tượng quang điện trên tấm kim loại.
Cả (1) và (2) không ra hiện tượng quang điện trên tấm kim loại.
Cả (1) và (2) gây ra hiện tượng quang điện trên tấm kim loại
Đáp án D
Để gây ra hiện tượng quang điện thì bước song ánh sang kích thích phải nhỏ hơn giới hạn quang điện. Chùm 1 thì có bước song và cả 2 bước sóng của chùm 2 đều gây ra hiện tượng quang điện
Phát biểu nào sau đây không đúng?
Hạt electron là hạt mang điện tích âm, có độ lớn
Hạt electron là hạt có khối lượng
Nguyên tử có thể mất hoặc nhận thêm electron để trở thành ion.
Electron không thể chuyển động từ vật này sang vật khác
Đáp án D
Theo thuyết electron trong nguyên tử thì electron có thể di chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, từ vật này sang vật khác. Nguyên tử nhận them electron trở thành ion âm, nguyên tử mất đi electron trở thành ion dương.
Tia nào sau đây không được tạo thành bởi các phôtôn?
Tia
Tia laze
Tia hồng ngoại
Tia
Đáp án D
Tia là chùm hạt vật chất có bản chất là hạt nhân của








