Bài tập Vật lý 12 - Chương 7: Lượng tử ánh sáng

 bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.
7.21. Chọn D.
Hướng dẫn: Chùm sáng đơn sắc.
7.22. Chọn B.
Hướng dẫn: Phôton hay lượng tử.
7.23. Chọn A.
Hướng dẫn: Đây là biểu thức Anhxtanh
7.24. Chọn C.
Hướng dẫn: Công điện trường do hiệu điện thế hãm sinh ra bằng động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện thì I = 0.
7.25. Chọn C.
Hướng dẫn: Tính chất hạt rõ nét, giao thoa khó quan sát, tính chất sóng rõ nét thì giao thoa dễ quan sát.
7.26. Chọn D.
Hướng dẫn: Năng lượng của phôton ánh sáng được tính theo công thức ε = hf, năng lượng của một phôton phụ thuộc vào tần số của phôton. Do đó kết luận: “Các photon có năng lượng bằng nhau vì chúng lan truyền với vận tốc bằng nhau” là sai.
7.27. Chọn D.
Hướng dẫn: Vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron được tính theo công thức: , suy ra v0max = 8,2.105m/s.
7.28. Chọn B.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh , suy ra v0max = 4,67.105m/s.
7.29. Chọn C.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh ta suy ra A = 2,38eV
7.30. Chọn A.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh suy ra λ0 = 0,521àm.
7.31 Chọn A.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.23
7.32. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.22
7.33. Chọn D.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh suy ra Uh = – 0,6V.
7.34. Chọn B.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh đối với quả cầu cô lập về điện có điện thế cực đại Vmax là , ta suy ra Vmax = 2,07V.
7.35. Chọn C.
Hướng dẫn: Công thoát kim koại làm catôt là = 4,14eV.
7.36. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.27
7.37. Chọn B.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.32.
7.38. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.32
7.39. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.34
7.40. Chọn D.
Hướng dẫn: áp dụng công thức Anhstanh suy ra f = 6,28.1014Hz
7.41. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.22
7.42. Chọn A.
Hướng dẫn: Khi dòng quang điện đạt giá trị bão hoà thì tất cả các electron bứt ra khỏi catôt đều đi về anôt, khi đó dòng điện qua tế bào quang điện không đổi được tính theo công thức Ibh = n.e với n là số electron chuyển qua tế bào quang điện trong 1s, e = 1,6.10-19C. Suy ra số electron bứt ra khỏi catôt trong 1s là n = 1,875.1013
7.43. Chọn D.
Hướng dẫn: 
- Cường độ dòng điện bão hoà Ibh = n.e với n là số electron chuyển qua tế bào quang điện trong 1s, e = 1,6.10-19C.
- Khi dòng quang điện bão hoà thì tất cả các electron bứt ra khỏi catôt đều đi về anôt, suy ra số electron bứt ra khỏi catôt trong 1s là n.
- Hiệu suất bức xạ lượng tử là H, suy ra số phôton đập vào catôt trong 1s là n1 = n/H.
- Công suất chùm sáng chiếu tới catôt là P = n1.ε = nε/H = 20,7.10-6W	
7.44. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem quang dẫn.
7.45. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem hiện tượng quang điện.
7.46.. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem pin quang điện.
7.47. Chọn A.
Hướng dẫn: Đó là định nghĩa.
7.48. Chọn B.
Hướng dẫn: Theo định luật quang điện 1: Để một chất bán dẫn trở thành vật dẫn thì bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có bước sóng nhỏ hơn một giá trị λ0 tương đương bức xạ điện từ chiếu vào chất bán dẫn phải có tần số lớn hơn một giá trị f0 ( λ0 và f0 phụ thuộc vào bản chất của chất bán dẫn).
7.49. Chọn B.
Hướng dẫn: k0 thay đổi theo nhiệt độ.
7.50. Chọn C.
Hướng dẫn: Theo định nghĩa: “Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng electron liên kết được giải phóng thành electron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bằng bức xạ có bước sóng thích hợp”.
7.51. Chọn B.
Hướng dẫn: Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong.
7.52. Chọn D.
Hướng dẫn: Bước sóng của chùm sáng chiếu tới catôt , ta tính được λ1 = 0,67μm. λ2 = 6μm. λ3 = 4,61μm. λ1 = 0,5μm. So sánh bước sóng của các bức xạ trên với giới hạn quang điện ta thấy hiện tượng quang điện chỉ xảy ra với bước sóng λ4.
7.53. Chọn A.
Hướng dẫn: Công thoát electron là 
7.45 Chọn C.
Hướng dẫn: Điểm khác nhau giữa mẫu nguyên tử Bo với mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho là trạng thái có năng lượng ổn định.
7.46 Chọn D.
Hướng dẫn: Nội dung tiên đề 1 của Bo: “Trạng thái dừng là trạng thái mà nguyên tử có thể tồn tại trong một khoảng thời gian xác định mà không bức xạ năng lượng”.
7.47 Chọn C.
Hướng dẫn: Nội dung tiên đề 2 của Bo về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử là: “Mỗi khi chuyển trạng thái dừng nguyên tử bức xạ hoặc hấp thụ photon có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó”.
7.48 Chọn B.
Hướng dẫn: áp dụng tiên đề 2 của Bo: , đối với nguyên tử hiđrô ta có 
và suy ra bước sóng của vạch thứ hai trong dãy Laiman là λ31 có 
, λ31 = 0,1029àm.
7.49 Chọn A.
Hướng dẫn: Dãy Laiman của quang phổ hiđrô nằm trong vùng tử ngoại. Dãy Banme có một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Dãy Passen nằm trong vùng hồng ngoại.
7.50 Chọn D.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 7.48
7.51 Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 7.48
7.52 Chọn B.
Hướng dẫn: 
Các vạch thuộc dãy Laiman ứng với sự chuyển của electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo K.
Các vạch thuộc dãy Banme ứng với sự chuyển của electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo L.
Các vạch thuộc dãy Passen ứng với sự chuyển của electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M.
7.53 Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.48
7.54. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem tiên đề 1 của Bo.
7.55. Chọn A.
Hướng dẫn: Tiên đề 1 của Bo.
7.56. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem sự tạo thành các dãy quang phổ Hyđrô.
7.57. Chọn C.
Hướng dẫn: Điểm khác nhau giữa mẫu nguyên tử Bo với mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho là trạng thái có năng lượng ổn định.
7.58. Chọn D.
Hướng dẫn: Nội dung tiên đề 1 của Bo: “Trạng thái dừng là trạng thái mà nguyên tử có thể tồn tại trong một khoảng thời gian xác định mà không bức xạ năng lượng”.
7.59. Chọn C.
Hướng dẫn: Nội dung tiên đề 2 của Bo về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử là: “Mỗi khi chuyển trạng thái dừng nguyên tử bức xạ hoặc hấp thụ photon có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó”.
7.60. Chọn B.
Hướng dẫn: áp dụng tiên đề 2 của Bo: , đối với nguyên tử hiđrô ta có 
và suy ra bước sóng của vạch thứ hai trong dãy Laiman là λ31 có 
, λ31 = 0,1029àm.
7.61. Chọn A.
Hướng dẫn: Dãy Laiman của quang phổ hiđrô nằm trong vùng tử ngoại. Dãy Banme có một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Dãy Passen nằm trong vùng hồng ngoại.
7.62. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 7.61
7.63. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 7.61
7.64. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.47
7.65. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.47
7.66 Chọn B.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 7.47
7.67 Chọn C.
Hướng dẫn: Theo định luật Bu-ghe - Lam-be.
7.68. Chọn D.
Hướng dẫn: Kính lọc sắc đỏ chỉ cho bước sóng nhỏ hơn 0,64mm, nên dùng ánh sáng tím cho màu đen.
7.69. Chọn C.
Hướng dẫn: Theo tính chất của sự hấp thụ lọc lựa ánh sáng.
7.70. Chọn D.
Hướng dẫn: Như câu 7.58.
7.71. Chọn B.
Hướng dẫn: Xem màu sắc các vật trong SGK.
7.72. Chọn B.
Hướng dẫn: Xem tính chất của sự phát quang.
7.73. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem tính chất của sự phát quang.
7.74. Chọn C.
Hướng dẫn: Mỗi vật phát quang cho một quang phổ riêng, phụ thuộc vào bản chất của chất phát quang.
7.75. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem tính chất của sự phát quang.
7.76. Chọn D.
Hướng dẫn: Tia laze có thể có công suất khác nhau.
7.77. Chọn D.
Hướng dẫn: Theo nguyên tắc tạo ra laze rubi.
7.78. Chọn C. Hướng dẫn: Hiệu suất < 1.
7.79. Chọn C. Hướng dẫn: Theo nguyên tắc hoạt động của laze rubi.
7.80. Chọn D.
Hướng dẫn: Để tạo ra cộng hưởng thì khoảng cách 2 gường phải khác lẻ lần phần từ bước song (điều kiện có biên độ dao động cực tiểu).
7.81. Chọn A.
Hướng dẫn: Thể tích thép cần nấu chảy: . 
Khối lượng thép cần nấu chảy: V = m.D = 122,46.10-7 kg. 
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép lên điểm nóng chảy: Q1 = m.C(TC - T0) = 6,257 J.
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép chuyển từ thể rắn sang lỏng là: Q2 = m.L = 3,306J.
Thời gian khoang thép là: 
7.82. Chọn B.
Hướng dẫn: Khối lượng nước cần bốc hơi: m = V.D = 10-6 kg.
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối lượng nước từ 370C đến điểm sôi: Q1 = mC(100-37) = 0,26334J.
Nhiệt lượng cần thiết để làm khối lượng nước chuyển từ lỏng sang khí: Q2 = mL = 2,26 J.
Nhiệt lượng nước cần bốc hơi là: Q = Q1 + Q2 = 2,52 J
7.83. Chọn D.
Hướng dẫn: Xem bài 7.71. 
Nhiệt lượng vùng mô bị chiếu nhân từ tia laze trong 1s: Q' = P.1 = 10J.
Thể tích nước bốc hơi trong 1s: V' = Q'/Q = 3,963 mm2.
Chiều dài vết cắt trong 1s: L' = v.1 = 5mm. Diện tích vết cắt trong 1s: S = 2r.L = 1mm2.
Chiều sâu cực đại vết cắt: h = V'/S = 3,963 mm.
7.84. Chọn B.
Hướng dẫn: 
D
Do
H
h
a
7.85. Chọn B.
Hướng dẫn: Gọi D0 và D là đường kính của chùm ánh sáng ở mặt gương bán mạ và ở trên màn ảnh' H và h là khoảng cách từ đỉnh của góc mở đến gương bán mạ và từ gương bán mạ đến màn ảnh; a là góc mở của chùm sáng. Ta có: D0 = h.a. . D = D0 + h.a = 2,8 mm.
7.76. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem câu 7.74. Diện tích vệt sáng: 
Cường độ sáng tại một điểm trên màn: 
7.87. Chọn A.
Hướng dẫn: Xem câu 7.75. Số phôton đập vào màn ảnh trong 1s: 
7.88. Chọn B.
Hướng dẫn: Năng lượng ion hoá nguyên tử hiđrô là năng lượng cần cung cấp cho nguyên tử để electron đang ở trạng thái cơ bản (quỹ đạo K) chuyển ra quỹ đạo xa hạt nhân nhất (ở vô cùng). Có , từ đó tính được λ = 0,0913àm.
7.89. Chọn C.
Hướng dẫn: áp dụng định lí về động năng: Độ biến thiên động năng bằng công của điện trường. A = UAK.e = DWđ = Wđ2 - Wđ1 = Wđ2 = Wđ. Từ đó tìm ra Wđ.
7.90. Chọn B.
Hướng dẫn: Bước sóng ngắn nhất trong chùm tia X mà ống Rơnghen phát ra được tính theo công thức:, suy ra λmin = 82,8.10-12m.
7.91. Chọn D.
Hướng dẫn: Cường độ dòng điện trong ống Rơnghen là I = n.e với n là số electron đến đạp vào đối catôt trong 1s. Số electron đến đạp vào đối catôt trong 1phút là = 2,4.1017
7.92. Chọn B.
Hướng dẫn: Tần số lớn nhất trong chùm tia X mà ống Rơnghen phát ra được tính theo công thức: suy ra UAK = 12,4 kV.