Hiện Tượng Quang Điện Ngoài

     

Hiện tượng quang điện ngoài gồm rất có khá nhiều dạng bài bác tập xung quang bí quyết anhxtanh.như tính cách sóng, cường độ cái quang điện bão hòa. động năng lúc đầu cực đại của những em quang đãng điện, hiệu điện thay hãm ...

Bạn đang xem: Hiện tượng quang điện ngoài


LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP HIỆN TƯỢNG quang ĐIỆN NGOÀI

I.TÓM TẮT LÝ THUYẾT

 Hiện tượng quang điện(ngoài) - Thuyết lượng tử ánh sáng.

a. hiện tượng quang điện

hiện tượng lạ ánh sáng làm cho bật các electron thoát ra khỏi mặt sắt kẽm kim loại gọi là hiện tượng kỳ lạ quang điện kế bên (gọi tắt là hiện tượng kỳ lạ quang điện).

b. Những định luật quang điện

+ Định pháp luật quang điện đầu tiên (định hình thức về giới hạn quang điện):

Đối với mỗi sắt kẽm kim loại ánh sáng sủa kích mê thích phải bao gồm bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điệnl0 của kim loại đó, mới gây nên được hiện tượng lạ quang điện: λ ≤ λ0.

+ Định nguyên tắc quang điện thứ nhị (định dụng cụ về cường độ mẫu quang điện bảo hòa):

Đối với từng ánh sáng phù hợp (có λ ≤ λ0), cường độ dòng quang

 điện bảo hòa tỉ trọng thuận với cường độ chùm ánh nắng kích thích.

*

+ Định chế độ quang điện thứ cha

(định chế độ về hễ năng cực to của quang quẻ electron):

Động năng ban sơ cực đại của quang đãng electron không phụ thuộc

vào độ mạnh của chùm sáng kích thích, nhưng mà chỉ dựa vào vào bước

 sóng ánh nắng kích mê say và thực chất kim loại.

c. Thuyết lượng tử ánh sáng

+ Chùm ánh nắng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn gồm năng lượng xác minh (năng lượng của một phô tôn ɛ = hf (J). Ví như trong chân không thì (varepsilon =h.f=frach.clambda )

f là tần số của sóng ánh sáng đối kháng sắc tương ứng.

h=6,625.10-34 J.s : hằng số Plank; c =3.108 m/s : tốc độ ánh sáng trong chân không.

+ độ mạnh chùm sáng sủa tỉ lệ với số phôtôn phạt ra trong 1 giây.

+ Phân tử, nguyên tử, electron… vạc xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là bọn chúng phát xạ hay kêt nạp phôtôn.

+ những phôtôn cất cánh dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s vào chân không.


+ năng lượng của mỗi phôtôn khôn cùng nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa không hề ít phôtôn do không ít nguyên tử, phân tử phân phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng sủa liên tục.

+Phôtôn chỉ trường tồn trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.

d. Giải thích các định khí cụ quang điện

+ công thức Anhxtanh về hiện tượng lạ quang điện: hf = (frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2).

+ Giải ưa thích định quy định thứ nhất: Để có hiện tượng quang điện thì năng lượng của phôtôn phải to hơn hoặc bởi công thoát:(hf=frachclambda geq A=frachclambda _0Rightarrow lambda geq lambda _0)

 -với λ0 là số lượng giới hạn quang điện của kim loại: λ0 = (frachcA)

 -Công thoát của e thoát khỏi kim các loại : (A=frachclambda _0)

-Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện : (f_0=frachclambda _0)

 với : V0 là vận tốc thuở đầu cực đại của quang đãng e (Đơn vị của V0 là m/s)

λ0 là số lượng giới hạn quang năng lượng điện của sắt kẽm kim loại làm catot (Đơn vị của λ0 là m; μm; nm;pm)

m (hay me ) = 9,1.10-31 kg là cân nặng của e; e = 1,6.10-19 C là điện tích nguyên tố ; 1eV=1,6.10-19J.


+Bảng giá chỉ trị số lượng giới hạn quang điện

*

e. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

+Ánh sáng vừa có đặc thù sóng, vừa có đặc thù hạt. Ta nói ánh nắng có lưỡng tính sóng - hạt.

+Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh nắng thường thể hiện rỏ một trong hai đặc điểm trên. Khi tính chất sóng miêu tả rỏ thì đặc thù hạt lại mờ nhạt, cùng ngược lại.

+Sóng điện từ bao gồm bước sóng càng ngắn, phôtôn có năng lượng càng bự thì đặc thù hạt bộc lộ càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở tài năng đâm xuyên, kĩ năng phát quang…,còn tính chất sóng càng mờ nhạt.

+Trái lại sóng năng lượng điện từ bao gồm bước sóng càng dài, phôtôn ứng cùng với nó có năng lượng càng nhỏ, thì tính chất sóng lại miêu tả rỏ hơn hoàn toàn như là ở hiện tượng kỳ lạ giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, còn đặc điểm hạt thì mờ nhạt.

Xem thêm: So Sánh Liên Kết Ion Và Liên Kết Cộng Hóa Trị Là Gì? Liên Kết Ion Là Gì

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

1. Những công thức:

+Năng lượng của phôtôn ánh sáng: e = hf . Vào chân không: ɛ = (frachclambda ) .

+Công thức Anhxtanh: hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2) = (frachclambda _0+W_dmax)


+Giới hạn quang năng lượng điện : λ0 = (frachcA)

+ Công bay của e thoát ra khỏi kim các loại :(A=frachclambda _0)

v0Max là vận tốc thuở đầu của electron quang năng lượng điện khi ra khỏi catốt

f, λ là tần số, bước sóng của ánh sáng kích thích

+ Để chiếc quang năng lượng điện triệt tiêu thì UAK ≤ Uh (Uh h gọi là hiệu điện vắt hãm

Lưu ý: Trong một vài bài toán người ta lấy Uh > 0 thì đó là độ lớn.

+ Xét vật xa lánh về điện, gồm điện thế cực lớn VMax và khoảng tầm cách cực to dMax mà electron chuyển động trong năng lượng điện trường cản gồm cường độ E được tính theo công thức: (left | e ight |V_max=frac12mv_0max^2=left | e ight |Ed_max)

+ với U là hiệu điện núm giữa anot cùng catot, vA là vận tốc cực to của electron khi đập vào anốt, vk = v0Max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì: (left | e ight |U=frac12mv_A^2-frac12mv_K^2)

+Số phân tử photôn đập vào: (N_lambda =fracptvarepsilon =fracptlambda hc)


+Công suất của mối cung cấp sáng: (P=n_lambda varepsilon) 

(n_lambda ) là số photon phạt ra trong mỗi giây. (varepsilon) là lượng tử ánh sáng.

+Cường độ cái quang năng lượng điện bão hòa: (I_bh=n_varepsilon e) (Giả sử n= ne , cùng với n là số electron đến được Anốt)

(n_e) là số quang đãng electron bức thoát khỏi catot mỗi giây = n số electron cho tới anot từng giây

 e là năng lượng điện nguyên tố.

+Hiệu điện nỗ lực hãm: (left | eU_h ight |=frac12m_varepsilon v_0^2)

+Hiệu suất lượng tử: (H=fracn_varepsilon n_lambda ) xuất xắc : (H=fracI_bhhc e ight )

(n_e) là số electron bức thoát khỏi catot kim loại mỗi giây. (n_lambda ) là số photon đập vào catot trong những giây.

2. Các HẰNG SỐ thứ Lý với ĐỔI ĐƠN VỊ đồ gia dụng Lý :

+Hằng số Plank: h = 6,625.10-34 J.s

+Vận tốc tia nắng trong chân không: c = 3.108 m/s

+Điện tích nguyên tố : |e| = 1,6.10-19 C; giỏi e = 1,6.10-19 C

+Khối lượng của e : m (hay me ) = 9,1.10-31 kg

+Đổi 1-1 vị: 1eV=1,6.10-19J. 1MeV=1,6.10-13J.


+Các hằng số được download sẵn trong đồ vật tinh cầm tay Fx570MS; Fx570ES; 570ES Plus bằng những lệnh:

Number <0 ~40> ( xem những mã lệnh trên nắp của sản phẩm tính di động cầm tay )

* -Ví dụ1: Máy 570ES:

*

3. Những dạng bài xích tập: cho một 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 thoát và gia tốc cực đại lúc đầu của e quang điện khi bật thoát khỏi Katot.

a.PPG: -Giới hạn quang điện: λ0 = (frachcA) ; 

Công thoát (A=frachclambda _0) ; A: J hoặc eV; 1eV =1,6.10-19 J

-Phương trình Anhxtanh:hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2) 

-Động năng rất đại: 

(W_dmax=hc(frac1lambda -frac1lambda _0)Leftrightarrow frachclambda =frachclambda _0+frac12mv_0^2Rightarrow v_0=sqrtfrac2hcm_e(frac1lambda -frac1lambda _0))


-Các hằng số : h = 6,625.10-34 Js ; c = 3.108 m/s; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31 kg.

Ví dụ 1: giới hạn quang điện của kẽm là λo = 0,35μm. Tính công bay của êlectron khỏi kẽm?

HD giải: Từ công thức: (lambda _0=frachcARightarrow A=frachclambda _0=frac6,625.10^-34.3.10^80,35.10^-6) =5,67857.10-19 J =3,549eV

Bấm trang bị tính: phân số SHIFT 7 06 h X SHIFT 7 28 Co ↓ 0,35 X10x -6 = 5.6755584x10-19J

Đổi quý phái eV: phân tách tiếp mang lại e: Bấm chia SHIFT 7 23 =

Hiển thị: 3,5424 eV

Nhận xét: Hai kết quả trên khác nhau là do thao tác làm việc cách nhập những hắng số !!! 

Dạng 2: contact giữa rượu cồn năng ban đầu( vận tốc ban đầu)và hiệu điện vậy hãm thân 2 cực của A với K nhằm triệt tiêu mẫu quang điện. 

PPG. -PT Anhxtanh: hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2) 

- Định lý cồn năng: (left | eU_h ight |=W_dmaxRightarrow left | U_h ight |=frachce(frac1lambda -frac1lambda _0))

Ví dụ 1:Ta chiếu ánh sáng có bước sóng0,42μm vào K của một tbqđ. Công thoát của KL làm K là 2eV. Để triệt tiêu cái quang điện thì phải bảo trì một hiệu điện cầm cố hãmUAK bởi bao nhiêu?


HD Giải: (left | U_h ight |=frachce(frac1lambda -frac1lambda _0)) Tính được Uh= - 0,95V 

Dạng 3: đến UAK> 0 hãy tính vận tốc của e khi đập vào Anot.

PPG: call v là tốc độ của e khi đập vào Anot. Áp dụng định lí đụng năng:

(frac12mv^2-frac12mv_0^2=eU_AKRightarrow frac12mv^2=frac12mv_0^2+eU_AK)

(Rightarrow frac12mv^2=+varepsilon -A+eU_AK)(frac12mv^2=hc(frac1lambda -frac1lambda _0)+eU_AKRightarrow v...)

Dạng 4: Cho năng suất của mối cung cấp bức xạ. Tính số Phôton đập vào Katot sau thời gian t

PPG: Năng lượng của chùm photon rọi vào Katot sau khoảng thời gian t: W = P.t

-Số photon đập vào Katot: (n_lambda =fracWvarepsilon =fracP.lambda thc)

-Cường độ cái điện bão hoà : Ibh = ne.e .(ne là số electron quang năng lượng điện từ catot đến anot trong một giây).

-Hiệu suất quang điện : H = (fracn_en_lambda )


Ví dụ 1: Một ngọn đèn vạc ra ánh sáng đối chọi sắc có λ=0,6μm đang phát ra bao nhiêu photon trong 10s nếu công suất đèn là phường = 10W.

Giải: 

*

Dạng 5: đến cường độ mẫu quang năng lượng điện bão hoà. Tính số e quang điện bật thoát ra khỏi Katot sau khoảng thời hạn t. 

PPG: Điện lượng gửi từ K → A : q= Ibh.t = ne.e => (n_e=fracqe=fracI_bhte)

call ne là số e quang đãng điện nhảy ra sinh sống Kaot ( ne ≤ nl);

điện thoại tư vấn n là số e quang đến được Anốt ( n ≤ ne , lúc I= Ibh. Thì n = ne )

Lưu ý: ví như đề cấm đoán rõ % e quang quẻ điện bật ra về được Anot thì lúc đó ta rất có thể cho n= ne = (n_lambda )

Ví dụ 1: cho cường độ loại quang năng lượng điện bão bào là 0,32mA. Tính số e bóc tách ra khỏi Katot của tế bào quang điện trong thời gian 20s biết chỉ 80% số e bóc tách ra về được Anot.

HD Giải: 

*

Dạng 6: Tính công suất lượng tử của tế bào quang đãng điện.

PPG: Hiệu suất lượng tử của tế bào quang năng lượng điện là đại lượng được tính bằng tỉ số giữa số e quang điện bật thoát ra khỏi Katot với số photon đập vào Katot.

H =(fracn_en_lambda Rightarrow H=fracfracI_bh.tefracPlambda thc=fracI_bh.hce.P.lambda )  .


Ví dụ 1: lúc chiếu 1 phản xạ điện từ gồm bước sóng 0,5 micromet vào bề mặt của tế bào quang đãng điện tạo ra dòng năng lượng điện bão hòa là 0,32A. Công suất bức xạ đập vào Katot là P=1,5W. Tính công suất của tế bào quang điện.

*

Dạng 7: Ứng dụng của hiện tượng kỳ lạ quang điện nhằm tính những hằng số h, e, A.

Áp dụng những công thức:

- năng lượng của phôtôn : ε = hf = h(fracclambda ).

- Phương trình Anh-xtanh : ε = (A+fracmv_omax^22).

Xem thêm: Thuyết Minh Về Cách Làm Bánh Chưng Ngày Tết Lớp 8, Thuyết Minh Về Cách Làm Bánh Chưng

- Hiệu điện nắm hãm : (eleft | U_AK ight |=eU_h=frac12mv_omax^2) .

Dạng 8: Chiếu tia nắng kích thích có bước sóng tương thích vào mặt phẳng tấm KL (hay quả cầu) được cô lập về điện. Tính hiệu năng lượng điện thế cực đại mà tấm KL đạt được.

PPG: Khi chiếu ánh sáng kích thích vào bề mặt KL thì e quang năng lượng điện bị nhảy ra, tấm KL mất điện tử (-) đề xuất tích điện (+) và có điện cụ là V. Điện trường bởi vì điện rứa V tạo ra sinh ra 1 công cản AC = e.V rào cản sự bứt ra của những e tiếp theo. Nhưng ban đầu AC


Ta có:  

*

Tải về

Luyện bài xích tập trắc nghiệm môn thiết bị lý lớp 12 - coi ngay