250 Bài tập Lượng tử ánh sáng ôn thi THPT Quốc gia cực hay có lời giải (P1)
50 câu hỏi
Hiện tượng liên quan đến tính chất lượng tử của ánh sáng là:
Hiện tượng quang điện.
Hiện tượng nhiễu xạ.
Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Hiện tượng giao thoa.
Đáp án A.
Năng lượng tới thiểu để bứt êlectron ra khỏi kim loại 3,05eV. Kim loại này có giới hạn quang điện là
Đáp án B.
Lời giải chi tiết:
Nguồn sáng thứ nhất có công suất P1 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Nguồn sáng thứ hai có công suất P2 phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng . Trong cùng một khoảng thời gian, tỉ số giữa photon mà nguồn thứ nhất phát ra so với soosphoton mà nguồn thứ 2 phát ra là 3:1. Tỉ số P1 và P2 là:
4.
3.
Đáp án A.

Bề mặt của một tấm kim loại nhận được một công suất chiếu sáng P6mW từ chùm bức xạ có bước sóng . Cho và . Số phôtôn mà tấm kim loại nhận được trong 1 giây là:
.
Đáp án D


Một điện cực có giới hạn quang điện là , được chiếu bởi bức xạ có bước sóng thích hợp xảy ra hiện tượng quang điện. Sau khi chiếu một thời gian điện cực được nối với đất qua một điện trở thì dòng điện cực đại qua điện trở là
5,612 A
11,225 A
12,225 A
6,112 A
Đáp án B
Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào tấm kim loại cô lập về điện, hiện tượng quang điện xảy ra làm tấm kim loại mất dần electron, nên điện tích và điện thế V của nó tăng dần. Điện thế của tấm kim loại đạt cực đại khi:

=> Dòng điện cực đại chạy qua R là

![]()
Lưu ý: Hiện tượng quang điện với vật kim loại cô lập điện
+ Khi chiếu photon vào, tấm kim loại bị bứt electron nên tích điện dương
+ Điện tích dương tăng dần nên điện thế V của tấm kim loại tăng dần
+ Điện trường của tấm kim loại cản lại các electron quang điện cũng tăng dần
+ Điện thế khi điện trường cản lại mọi electron quang điện (mỗi electron bứt ra đều bị kéo trở lại kim loại, kể cả các electron đã tới sát đất nơi có V=0), có vai trò giống hiệu điện thế hãm của tế bào quang điện;

Giữa anôt và catôt của một ống phát tia X có hiệu điện thế không đổi là 28kV Bỏ qua động năng của electron khi bứt ra từ catôt. Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra bằng
70,94 nm
70,94 pm
44,28 mm
44,28 pm
Đáp án D.
+ Bỏ qua động năng của electron khi bứt ra từ catôt nên ta có: W=eU
+ Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra khi toàn bộ động năng chuyển thành năng lượng tia X

Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
Giảm điện trở của chất bán dẫn khi chiếu ánh sáng vào
Ánh sáng giải phóng electron liên kết tạo thành electron dẫn và lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện trong chất bán dẫn
Electron hấp thụ một phôtôn đề chuyển lên trạnh thái kích thích có năng lượng cao
Sóng ánh sáng truyền đi trong sợi cáp quang
Đáp án B.
Chất quang dẫn là chất:
Chỉ dẫn điện khi có ánh sáng chiếu vào
Phát sáng khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Cho ánh sáng truyền qua
Dẫn điện tốt khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Đáp án D.
Coi electron trong nguyên tử hydrô chuyển động tròn đều trên các quỹ đạo dừng. Khi electron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M thì vận tốc v của electron và lực tương tác F giữa nó và hạt nhân sẽ:
F và v cùng giảm đi 3 lần;
F giảm đi 81 lần; v giảm đi 3 lần;
F giảm đi 9 lần; v giảm đi 3 lần;
F và v cùng giảm đi 9 lần;
Đáp án B
Áp dụng cho tiên đề Bo cho nguyên tử Hidro:
+ Ở trạng thái cơ bản:
- Nguyên tử có năng lượng
- Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo K
Có bán kính: gọi là bán kính Bo
Có vận tốc lớn nhất bằng
Có lực tương tác giữa electron với hạt nhân lớn nhất
+ Ở trạng thái dừng thứ n:
- Nguyên tử có năng lượng: Với n=1,2,3...
Do đó càng ở mức cao thì các mức năng lượng càng gần nhau
Năng lượng này luôn có giá trị âm
Khi Năng lượng tương tác bằng không khi e ở rất xa hạt nhân
- Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng
Có bán kính: Với n=1,2,3...
Lực điện có lực tương tác giữa electron với hạt nhân

Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm


Hiện tượng quang dẫn là hiện tượng
giảm điện trở của chất bán dẫn khi chiếu sáng vào
ánh sáng giải phóng electron liên kết tạo thành electron dẫn và lỗ trống tham gia vào quá trình dẫn điện trong chất bán dẫn
electron hấp thụ một phôtôn để chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao
sóng ánh sáng truyền đi trong sợi cáp quang
Đáp án A
Chỉ ra phát biểu sai
Pin quang điện là dụng cụ biến đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành điện năng.
Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong.
Quang trở và pin quang điện đều hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện ngoài.
Quang trở là một điện trở có trị số phụ thuộc cường độ chùm sáng thích hợp chiếu vào nó.
Đáp án C
Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U=25kV. Coi vận tốc ban đầu của chùm êlectrôn phát ra từ catốt bằng không. Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống này phát ra là
Đáp án A
Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U=25kV. Coi vận tốc ban đầu của chùm êlectrôn phát ra từ catốt bằng không.
Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống này phát ra thỏa mãn:


Khi bị nung nóng đến thì thanh vonfam phát ra
tia Rơn-ghen, tia hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy
ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại và tia Rơn-ghen
tia tử ngoại, tia Rơn-ghen và tia hồng ngoại
tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy và tia tử ngoại
Đáp án D
Tia Rơn-ghen được phát ra từ ống phóng tia X với hiệu điện thế hàng vạn vôn; vật nung nóng không thể phát ra tia ơn-ghen nên loại trừ các đáp án A; B;C
Trong ống Cu-lit-giơ, electron đập vào Anot có tốc độ 0,8c ( c là tốc độ ánh sáng trong chân không). Biết khối lượng nghỉ của electron là 0,511MeV/c2. Chùm tia X do ống Cu-lít-giơ này phát ra có bước sóng ngắn nhất là
Đáp án A
+Vì tốc độ của vật lớn nên động năng của vật tính theo công thức thuyết tương đối của Anhxtanh:


+Bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra khi toàn bộ động năng chuyển thành năng lượng tia

Bốn vạch sáng màu trong quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hidro là
đỏ, da cam, chàm, tím
đỏ, da cam, lục chàm
đỏ, lục, lam, chàm
đỏ, lam, chàm, tím
Đáp án D
Dãy Lai – man trong quang phổ của nguyên tử hidro gồm các vạch phổ thuộc miền
Tử ngoại
Ánh sáng nhìn thấy
Hồng ngoại
Ánh sáng nhìn thấy và tử ngoại
Đáp án A
Năng lượng của nguyên tử hidro cho bởi biểu thức: ( với n=1,2,3...). Trong các photon có năng lượng 10,2eV; 12,5eV; 12,75eV. Nguyên tử hidro ở trạng thái cơ bản không thể hấp thụ photon nào?
Photon có năng lượng 10,2eV
Photon có năng lượng 12,5eV
Photon có năng lượng 12,75eV
Tất cả các photon
Đáp án B
Nguyên tử chỉ hấp thụ được photon có năng lượng
.
Với n=1, thử với m=2,3,4, thấy m=2 thì
Vậy với không có giá trị m nguyên nào thỏa mãn
Khi electron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hidro được xác định bởi , với n là số nguyên dương. Một đám khí hidro hấp thụ năng lượng chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao nhất là E3 (ứng với quỹ đạo M). Tỉ số giữa bước sóng dài nhất và ngắn nhất mà đám khí trên có thể phát ra bằng?
Đáp án D
Bước sóng dài nhất là khi chuyển từ trạng E3 xuống E2
![]()
Bước sóng ngắn nhất là khi chuyển từ trạng thái E3 xuống E1


Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng mầu lục thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng:
Màu cam
Màu lam
Màu đỏ
Màu vàng
Đáp án B
Năng lượng của nguyên tử Hydro ở trạng thái dừng n được xác định bằng công thức: (Với n=1,2,3....) Năng lượng cần thiết để ion hóa một nguyên tử Hydro từ trạng thái cơ bản là
- 13,6eV
13,6eV
13,3eV
3,4eV
Đáp án B
Năng lượng ion hóa một nguyên tử Hydro là năng lượng cung cấp cho nguyên tử để nó chuyển lên trạng thái dừng thứ . (Khi đó electron quay quanh hạt nhân trên quỹ đạo rất lớn, coi như đã tách khỏi nguyên tử - tức là nguyên tử bị ion hóa). Theo tiên đề Bo:
![]()
Trong một phân tích quang phổ phát xạ của nguyên tử hydro, người ta thấy có ba vạch màu. Quang phổ phát xạ trên có bao nhiêu vạch?
3
5
10
15
Đáp án C
Quang phổ phát xạ đầy đủ của nguyên tử hydro có bốn vạch màu (đỏ, lam, chàm, tím) tương ứng với bốn dịch chuyển từ các mức kích thích thứ hai, ba, bốn và năm về mức kích thích thứ nhất. Ở đây chỉ có ba vạch màu tức là có một vạch bị thiếu. Đó là do không có nguyên tử nào được kích thích lên mức cao hơn mức N=5. Vì thế số vạch trong quang phổ nói trên sẽ là N=n(n-1)/2=10.
Điện tử trong nguyên tử hydro chuyển động trên những quỹ đạo tròn do lực tương tác giữa hạt nhân và điện tử là lực Culông. Biết vận tốc của điện tử ở quỹ đạo L là . Tìm vận tốc của điện tử ở quỹ đạo N?
Đáp án C
Từ tiên đề Bo =>Vận tốc của electron ở quỹ đạo dừng n: .
Vỡi quỹ đạo L, ; với quỹ đạo n=4

Lưu ý: Áp dụng cho tiên đề Bo cho nguyên tử Hidro:
+ Ở trạng thái cơ bản:
- Nguyên tử có năng lượng
- Electron xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo K
· Có bán kính: gọi là bán kính Bo
· Có vận tốc lớn nhất bằng

· Có lực tương tác giữa electron với hạt nhân lớn nhất

+ Ở trạng thái dừng thứ n:
- Nguyên tử có năng lượng: Với n=1,2,3...
Do đó càng ở mức cao thì các mức năng lượng càng gần nhau
Năng lượng này luôn có giá trị âm
Khi : Năng lượng tương tác bằng không khi e ở rất xa hạt nhân
- Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng có bán kính:
![]()
Lực điện có lực tương tác giữa electron với hạt nhân
.
Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm:

Hiện tượng không liên quan đến tính chất lượng tử của ánh sáng là
Hiện tượng phát ra vạch quang phổ.
Hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Hiện tượng quang điện.
Hiện tượng quang phát quang.
Đáp án B
Hiện tượng giao thoa ánh sáng thể hiện ánh sáng có bản chất sóng
Chiếu bức xạ tử ngoại có bước sóng , công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Biết rằng cứ 1000 phôtôn tử ngoại đập vào kẽm thì có 1 electron thoát ra. Số quang electron thoát ra từ tấm kẽm trong 1s là:
Đáp án C
Số photon N thỏa mãn:

Số quang electron thoát ra từ tấm kẽm trong 1s là:

Mức năng lượng En trong nguyên tử hiđrô được xác định (trong đó n là số nguyên dương, E0 là năng lượng ứng với trạng thái cơ bản). Khi êlectron nhảy từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử hiđrô phát ra bức xạ có bước sóng . Bước sóng của vạch là:
Đáp án A
Từ tiền đề Bo suy ra

![]()
Cho bức xạ có bước sóng , biết , . Khối lượng của một phôtôn của bức xạ trên là:
Đáp án C
Theo thuyết tương đối, năng lượng toàn phần của hạt là

Suy ra
![]()
Động năng ban đầu cực đại của các quang electron bứt ra khỏi tấm kẽm cô lập về điện được chiếu bởi ánh sáng thích hợp phụ thuộc vào
Cường độ của chùm sáng kích thích
Thời gian chiếu sáng kích thích.
Diện tích chiếu sáng.
Bước sóng của ánh sáng kích thích.
Đáp án D.
Từ hệ thức Anhxtanh ta có động năng ban đầu cực đại của quang electron là:

Suy ra, với A không đổi (công thoát của Kẽm) chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích.
Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng 0,5μm khi bị chiếu sáng bởi bức xạ 0,3μm. Gọi P0 là công suất chùm sáng kích thích và biết rằng cứ 600 photon chiếu tới sẽ có 1 photon bật ra. Công suất chùm sáng phát ra P bằng
0,1P0.
0,01P0.
0,001P0.
100P0.
Đáp án C.
Công suất chùm sáng được xác định bởi công thức trong đó n là số photon trong chùm sáng đó, λ là bước sóng của photon.
Theo đó, ta có tỉ số giữa công suất chùm sáng phát ra và công suất chùm sáng kích thích:

.
Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô bán kính Bo là r0, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tốc độ góc của êlectron trên quỹ đạo O là ω1, tốc độ góc của êlectron trên quỹ đạo M là ω2. Hệ thức đúng là
.
.
.
.
Đáp án C.
Ta có
![]()
Electron chuyển động tròn đều do tác dụng của lực Culông đóng vai trò là lực hướng tâm:


.
Trong chân không, một ánh sáng đỏ có bước sóng là . Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng
2,82 eV
1,92eV
2,92 eV
1,82 eV
Đáp án D
Năng lượng của phôtôn ánh sáng:
Chọn câu đúng về hiện tượng quang phát quang:
Trong hiện tượng quang phát quang, có thể làm cho một chất phát ra ánh sáng có bước sóng tùy ý.
Huỳnh quang là sự phát quang của chất rắn
Bước sóng của ánh sáng huỳnh quang nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích
Hiện tượng quang phát quang giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng
Đáp án D
Khi nguyên từ chuyển trạng thái dùng thì tương ứng các electron sẽ:
chuyển quỹ đạo chuyển động quanh hạt nhân và giữ nguyên vận tốc chuyển động.
giữ nguyên quỹ đạo dừng và đổi vận tốc.
các electron chuyển quỹ đạo dừng và đổi vận tốc.
các electron giữ nguyên quỹ đạo dừng và vận tốc.
Đáp án C
Năng lượng của nguyên tử hyđrô cho bởi biếu thức: . Nếu đang ở trạng thái cơ bản, kích thích bởi một phôton có năng lượng thì electron của nguyên tử sẽ chuyển lên:
Quỹ đạo M
Quỹ đạo N
Quỹ đạo O
Quỹ đạo P
Đáp án B
Nguyên từ chỉ hấp thụ được photon có năng lượng
![]()
=> m=4
=> electron chuyển động lên quỹ đạo N
Theo mẫu nguyên tử của Bo thì ở trạng thái cơ bản
Nguyên tử liên tục bức xạ năng lượng.
Nguyên tử kém bền vững nhất.
Các electron quay trên các quỹ đạo gần hạt nhân nhất.
Nguyên tử có mức năng lượng lớn nhất.
Đáp án C
Một quang điện trở được nối vào hiệu điện thế không đổi, thay đổi cường độ ánh sáng kích thích thích hợp chiếu vào quang điện trở thì cường độ dòng điện chạy qua quang điện trở thay đổi thế nào?
Không đổi khi cường độ chùm sáng không đổi.
Giảm đi khi cường độ chùm sáng tăng.
Tăng lên khi cường độ chùm sáng tăng.
Luôn khác không với mọi ánh sáng chiếu tới.
Đáp án C.
Lời giải chi tiết:
Cường độ dòng điện qua quang điện trở là I = U/R. Khi tăng cường độ sáng chiếu vào quang điện trở thì do hiện tượng quang điện trong làm điện trở R giảm. Nên I tăng.
Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sự phát quang ?
Sự huỳnh quang thường xảy ra đối với chất lỏng và chất khí.
Sự lân quang thường xảy ra đối với chất rắn.
Bước sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng kích thích.
Bước sóng của ánh sáng phát quang bao giờ cũng lớn hơn bước sóng của ánh sáng kích thích.
Đáp án C.
Giới hạn quang điện của kim loại natri là . Chiếu bức xạ có bước sóng . Thì electron bức ra có tốc độ v xác định bởi.
Đáp án C.
Lời giải chi tiết:
Theo công thức Anh xtanh ta xác định được vận tốc ban đầu cực đại của electron bứt ra

Như vậy theo công thức Anhxtanh thì đó là tốc độ lớn nhất khi bứt ra có nghĩa là tốc độ ban đầu bứt ra của các electron thỏa mãn
![]()
ta có đáp án C.
Hiện tượng quang điện trong khác hiện tượng quang điện ngoài ở điểm nào?
Không giải phóng electron khỏi liên kết.
Không có giới hạn cho bước sóng ánh sáng kích thích.
Không làm cho chất bán dẫn tích điện nhưng làm cho kim loại tích điện.
Không làm electron hấp thụ năng lượng của phôtôn.
Đáp án C
Để đo khoảng cách từ Trái Đất lên Mặt Trăng người ta dùng một tia Laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng , chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là và công suất chùm Laze là 100000MW. Số phôtôn trong mỗi xung Laze là:
hạt
hạt
hạt
hạt
Đáp án B
Để đo khoảng cách từ Trái Đất lên Mặt Trăng người ta dùng một tia Laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng , chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là và công suất chùm Laze là 100000W. Gọi số phôton chứa trong mỗi xung Laze là n thì từ thuyết photon ta có:

Biết vạch đỏ trong quang phổ của H có bước sóng là 656 nm và vạch có bước sóng dài nhất trong dãy Laiman là 112 nm. Bước sóng của vạch thứ hai trong dãy Laiman là
0,0957nm
0,957nm
Đáp án B
![]()
Biết bán kính Bo là Bán kính quỹ đạo M trong nguyên tử hiđrô là:
Đáp án D
Theo công thức tính bán kính quỹ đạo của
(quỹ đạo M ứng với n=3)
Trong chân không tất cả mọi phôtôn đều có cùng:
Tần số
Bước sóng
Năng lượng
Vận tốc
Đáp án D
Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng khi bị chiếu sáng bởi bức xạ . Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên.
Đáp án A
Năng lượng của một photon được tính bởi công thức
Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng khi bị chiếu sáng bởi bức xạ . Theo định luật bảo toàn năng lượng, phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên
Thay số ta tính được phần năng lượng bị mất đi
Tia laze không có đặt điểm nào sau đây ?
Độ đơn sắc cao.
Độ định hướng cao.
Cường độ lớn.
Công suất lớn.
Đáp án D
Lần lượt chiếu vào tấm kim loại có công thoát là 2eV ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng và tần số . Ánh sáng đơn sắc nào có thể làm các electron trong kim loại bứt ra ngoài?
và
và
Cả và
Đáp án A.
Kim loại có công thoát A =2(eV) thì có giới hạn quang điện tương ứng là

Ánh sáng đơn sắc có tần số f3 có bước sóng
Hiện tượng quang điện xảy ra khi và chỉ khi bước sóng của ánh sáng kích thích

Gọi và lần lượt là hai bước sóng của 2 vạch và tong dãy Banme. Gọi là bước sóng dài nhất trong các vạch của dãy Pasen. Mỗi liên hệ giữa ,, nào dưới đây là đúng ?
Đáp án D.
Ta có
![]()
![]()
Tia Laze không được ứng dụng trong trường hợp nào?
Thông tin liên lạc vô tuyến.
Phẫu thuật.
Máy soi hành lí.
Đầu đọc đĩa CD.
Đáp án C.
Vạch Lam trong dãy Ban-me được tạo thành khi electron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo nào về quỹ đạo nào?
M -> N
N->L
O->L
P->N.
Đáp án B.
Một tấm kim loại có công thoát . Chiếu vào tấm kim loại này trên chum sáng có bước sóng . Vận tốc cực đại của các êlectrôn quang điện là:
403304 m/s.
3,32.105 m/s.
112,3 km/s.
6,743.105 m/s.
Đáp án D.
Từ hệ thức Anhxtanh


Thay số ![]()
Chọn câu sai. Khi hiện tượng quang điện trong xảy ra trong khối chất bán dẫn thì:
Mật độ các hạt mang điện tự do trong bán dẫn tăng.
Cả khối bán dẫn bị nhiễm điện.
Điện trở suất của khối bán dẫn giảm.
Độ dẫn điện của khối bán dẫn tăng.
Đáp án B.








