Chương I: Tính chất hạt của ánh sáng | Lý thuyết môn Vật lý 1 Trường đại học sư phạm kĩ thuật TP. Hồ Chí Minh

1.Mắt con người nhạy nhất với ánh sáng có bước sóng 560nm (màu xanh). Tính nhiệt độ của vật đen tuyệt đối. 2. Giả thuyết nào đưa ra nhằm giải thích đúng kết quả thực nghiệm về phổ bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối? Phát biểu giả thuyết này. 3. Một quả cầu kim loại bán kính 5cm duy trì ở nhiệt độ 27 C được xem như vật đen tuyệt đối. Tài liệu giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

20 10 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: vật lý 1, 2

Trường: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

Thông tin:

44 trang 2 tuần trước

Tác giả:

Profile Lê Kim Dung
CHƯƠNG I: TÍNH CHẤT HẠT CỦA ÁNH SÁNG
Năng suất bức xa
Công suất bức xa của vật
. (W)P I S
0
( ) ( )
T
I T R d
1. Mắt con người nhạy nhất với ánh sáng có
bước sóng 560nm (màu xanh). Tính nhiệt đô
của vật đen tuyệt đối.
2. Gia thuyết nào đưa ra nhằm giải thích đúng
kết quả thực nghiệm vê phô bức xa nhiệt của vật
đen tuyệt đối? Phát biểu gia thuyết này.
3. Một quả cầu kim loại bán kính 5cm duy trì ở
BỨC XẠ NHIỆT CỦA VẬT ĐEN TUYỆT ĐỐI
4 2
8
2 4
( ) . (W / )
W
5, 67.10 ( )
I t T m
m K
Định luật Stefan- Boltzamann
nhiệt đô 27 C được xem như vật đen tuyệt đối.
o
a. Tính bước sóng ứng với năng suất bức xa cực
đại. Bước sóng này nằm trong vùng nào của
phô điện tư
b. Tính công suất bức xa của vật.
Định luật Wien
ax
3
.
2,898.10 . 2898
m
T b
b m K mK
HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN
λo giới hạn quang điện
Công thoát W
0
Hiệu điện thê hãm U
h
Hiệu ứng quang điện chỉ xảy ra khi λ <= λo
Năng lượng photon
h
hc
E
Công thức Einstein
Xác định:
1. λ Bước sóng ánh sáng tới, E năng lượng
ánh sáng tới.
2. W
o
công thoát của e
-
trong kim loại
3. K
omax
động năng cực đại ban đầu của e
-
4. U
h
hiệu điện thê hãm
5. λ
min
giới hạn quang điện của kim loại.
0 0 max
2
0 0 max
0
W
1
W ;
2
e e h
hc
K
hc
K m v eU
TIA X- HIỆU ỨNG COMPTON
min
1
.
2
hc
Bước sóng cực ểu của tia X phát ra tư ống phát
min
AK
hc
eU
Giao thoa kết hợp
Dịch chuyển Compton
Năng lượng photon sau tán xa
Động năng electron giật lùi
' (1 os )
e
h
c
m c
1 (1 os )
o
E
E
c
Giao thoa kết hợp
2 sin
n d
Xác định:
1. Tần sô f, bước sóng λ của tia X tại anod
2. Góc nhiễu xa cực ểu θ tia X
3. Một chùm tia X có năng lượng 100 keV va chạm
với electron trong bia Carbon va chịu sư tán xa
Compton tại góc 60 Tính năng lượng của tia X
o
Động năng electron giật lùi
Hê thức tương đối giữa E, p, m
o
2
1 os
1 (1 os )
o
o
e
c
K E
c
E
m c
2 2 2 2 2
( )
o
E p c m c
1.2 Tìm công suất bức xạ của một lò nung, cho
biết nhiệt độ của lò bằng t = 727 C, diện tích của
o
cửa lò bằng 250 cm
2
. Xem lò là vật đen tuyệt đối.
Nhiệt độ lò: T=727+273 = 1000K
Diện tích cửa lò S=250 cm
2
=250.10
-4 2
m
Xem lò là vật đen tuyệt đối:
4
.
P I S T S
1.18 Photon có năng lượng 250 keV bay đến va chạm với một electron
đứng yên và tán xạ Compton theo góc 120 . Xác định năng lượng của
o
photon sau tán xạ. Biết rằng năng lượng nghỉ của electron bằng 511 keV.
1.24. Chùm ánh sáng có bước sóng 350nm và
cường độ 1 W/m
2
chiếu vào bề mặt kim loại K thấy
có electron bật ra. Biết công thoát của K là 2,2 eV.
a. Tính động năng ban đầu cực đại của quang
electron.
b. Nếu chỉ có 0,5% chùm photon tới tạo ra các
l t Có b hiê l t th át ỗi
quang electron. Có bao nhiêu electron thoát ra mỗi
giây
trên bề mặt K có diện tích 1 cm .
2
9
2
19
0
350 350.10
1 /
W 2, 2 2, 2 1,6.10 ( )
nm m
I W m
eV J
Động năng cực đại ban đầu:
0 0max
19
max 0
W
-W 2,158.10 ( )
o
hc
K
hc
K J
Có bao nhiêu electron thoát ra mỗi giây trên bề mặt K có diện
tích 1 cm .
2
Công suất phát xạ của chùm photon (Năng lượng trên 1 đơn vị thời
Công suất phát xạ của chùm photon (Năng lượng trên 1 đơn vị thời
gian)
4
11
. 1 10 (W) ( / )
.
.
0,5% 0,5% 8,8.10 ( / )
i
i
P I S hay J s
P I S
n
hc
E
I S
n electron s
hc
1.77. Dòng quang điện của một tê bào quang điện
bị biến mất bởi hiệu điện thê hãm U =2,92V đối
h
với bức xa chiếu vào có bước sóng 250nm. Tính
công thoát electron của kim loại dùng làm catod.
0max
9
.
250 250.10
h
K qU
nm m
1.77. Dòng quang điện của một tê bào quang điện
bị biến mất bởi hiệu điện thê hãm U =2,92V đối
h
với bức xa chiếu vào có bước sóng 250nm. Tính
công thoát electron của kim loại dùng làm catod.
19
0max
W . 3, 279.10 ( )
o h
hc hc
K qU J
1.78. Mo có công thoát là 4,2 eV.
a.Tính giới hạn quang điện va tần sô ngưỡng của
Mo
b.Tính hiệu điện hãm nếu ánh sáng kích thích có
bước sóng 200nm
19
0
7
W 4, 2 4, 2 1, 6.10 ( )
W 2 957 10 ( )
eV J
hc hc
1.78. Mo có công thoát là 4,2 eV.
a.Tính giới hạn quang điện va tần sô ngưỡng
của Mo
b.Tính hiệu điện hãm nếu ánh sáng kích thích có
bước sóng 200nm
7
15
0
19
0max 0max
0max
max max
W 2,957.10 ( )
W
1,014.10
W 9,937.10 ( ) - W ............( )
.
( )
2 01( )
o o
o o
o o
h
o o
m
c
f Hz
hc hc
K J K J
K qU
K K J
1.82. Chiếu chùm sáng có tần sô 8,5.10
14
Hz vào
bê mặt kim loại làm phát electron có động năng
ban đầu cực đại là 0,52 eV.
Cũng kim loại này, khi chiếu chùm ánh sáng có
tần sô 12.10
14
Hz thi động năng ban đầu cực đại
của electron thoát ra là 1,97eV. Tìm hằng sô
Planck va công thoát của kim loại
Planck va công thoát của kim loại.
1.82. Chiếu chùm sáng có tần sô 8,5.10
14
Hz vào bê mặt kim loại
làm phát electron có động năng ban đầu cực đại là 0,52 eV.
Cũng kim loại này, khi chiếu chùm ánh sáng có tần sô 12.10
14
Hz thi
động năng ban đầu cực đại của electron thoát ra là 1,97eV. Tìm
hằng sô Planck va công thoát của kim loại.
14
1 0max1 1
14
2 0max 2 2
8,5.10 . W
12.10 . W
o
o
f Hz K h f
f Hz K h f
h
0max1
19 14
1
19 14
0max 2
2
W
0,52 1,6.10 .8,5.10 W
W
1,97 1,6.10 .12.10 W
W
o
o
o
o
o
hc
K
h
h
hc
h
K
1.86. Các kim loại Li, be, Hg có công thoát tương
ứng là 2,3 eV, 3,9 eV, 4,5 eV. Chiếu ánh sáng có
bước sóng 40nm vào mỗi kim loại này.
a.Xác định kim loại nào xảy ra hiệu ứng quang
điện
b.Tìm động năng cực đại của các quang electron
phát ra
phát ra.
1.86. Các kim loại Li, Be, Hg có công thoát tương ứng là 2,3 eV,
3,9 eV, 4,5 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 40nm vào mỗi kim
loại này.
a. Xác định kim loại nào xảy ra hiệu ứng quang điện
b. Tìm động năng cực đại của các quang electron phát ra.
34 8
19
9
6,625.10 . 3.10 /
4,96.10 ( ) 3,105( )
40.10 ( )
J s m s
hc
J eV
m
h
Hiệu ứng quang điện xảy ra khi
0
W
hc
0max
W
o
hc
K
0
12
. 45
10.10
a
m
12
15
0max
' 1 os ' 4,85.10 ( )
. ' ax ' min 1 os min os 1 ........
. 6,49.10
'
e
h
c m
m c
b m c c
hc hc
c K J
0
9
8
. 150
0,4.10
3.10 /
' 1 os ' ( )
a
m
v c m s
h
c m
1 os ...........( )
e
c m
m c
| 1/44
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

CHƯƠNG I: TÍNH CHẤT HẠT CỦA ÁNH SÁNG
BỨC XẠ NHIỆT CỦA VẬT ĐEN TUYỆT ĐỐI
1. Mắt con người nhạy nhất với ánh sáng có Năng suất bức xa
bước sóng 560nm (màu xanh). Tính nhiệt đô
của vật đen tuyệt đối.  I (T )  R ()d  T 0
2. Gia thuyết nào đưa ra nhằm giải thích đúng
kết quả thực nghiệm vê phô bức xa nhiệt của vật
Công suất bức xa của vật
đen tuyệt đối? Phát biểu gia thuyết này. P  I.S (W)
3. Một quả cầu kim loại bán kính 5cm duy trì ở
nhiệt đô 27o C được xem như vật đen tuyệt đối.
Định luật Stefan- Boltzamann
a. Tính bước sóng ứng với năng suất bức xa cực
đại. Bước sóng này nằm trong vùng nào của 4 2 I (t)   .T (W / m ) phô điện tư
b. Tính công suất bức xa của vật.  W 8   5, 67.10 ( ) 2 4 m K Định luật Wien  .T  b max 3 b  2,898.10 . m K  2898  mK HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN λo giới hạn quang điện Xác định: Công thoát W0
1. λ Bước sóng ánh sáng tới, E năng lượng Hiệu điện thê hãm Uh ánh sáng tới.
Hiệu ứng quang điện chỉ xảy ra khi λ <= λo 2. W Năng lượng photon
o công thoát của e- trong kim loại
3. Komax động năng cực đại ban đầu của e- 4. U hc h hiệu điện thê hãm E  5. λ 
min giới hạn quang điện của kim loại. Công thức Einstein hc  W  K 0 0 max  hc 1 2 W  ; K  m v  eU 0 0 max  2 e e h 0 TIA X- HIỆU ỨNG COMPTON Dịch chuyển Compton hc 1 2 . q U   m v AK e a m x  h 2          min ' (1 o c s ) m c e
Bước sóng cực ểu của tia X phát ra tư ống phát
Năng lượng photon sau tán xa hc   E min o eU E  AK 1  (1 o c s ) Gi G a i o a thoa t kết kế hợp Độ Đ ng ộ năng nă el e e l c e t c r t o r n o g n iậ i t lùi l 1 cos n  2d sin K   Eo 1(1 o c s) Xác định: Eo  
1. Tần sô f, bước sóng λ của tia X tại anod 2 m c e
2. Góc nhiễu xa cực ểu θ tia X
Hê thức tương đối giữa E, p, mo
3. Một chùm tia X có năng lượng 100 keV va chạm
với electron trong bia Carbon va chịu sư tán xa 2 2 2 2 2
Compton tại góc 60o Tính năng lượng của tia X E  p c  (m c ) o
1.2 Tìm công suất bức xạ của một lò nung, cho
biết nhiệt độ của lò bằng t = 727oC, diện tích của
cửa lò bằng 250 cm2. Xem lò là vật đen tuyệt đối.
Nhiệt độ lò: T=727+273 = 1000K
Diện tích cửa lò S=250 cm2 =250.10-4 2 m
Xem lò là vật đen tuyệt đối: 4 P  I .S  T S 
1.18 Photon có năng lượng 250 keV bay đến va chạm với một electron
đứng yên và tán xạ Compton theo góc 120o. Xác định năng lượng của
photon sau tán xạ. Biết rằng năng lượng nghỉ của electron bằng 511 keV.
1.24. Chùm ánh sáng có bước sóng 350nm và
cường độ 1 W/m2 chiếu vào bề mặt kim loại K thấy
có electron bật ra. Biết công thoát của K là 2,2 eV.
a. Tính động năng ban đầu cực đại của quang electron.
b. Nếu chỉ có 0,5% chùm photon tới tạo ra các quang l el t ectron. Có b bao hiê nhiêu l t electron th át thoát ra mỗi
giây trên bề mặt K có diện tích 1 cm2. 9   350nm  350.10 m
Động năng cực đại ban đầu: 2 I  1W / m hc  W  K 0 0 max 19 
W  2, 2eV  2, 2 1, 6.10 (J ) 0 hc 19  K  -W  2,158.10 (J ) o max 0 
Có bao nhiêu electron thoát ra mỗi giây trên bề mặt K có diện tích 1 cm2. Cô C n ô g n su s ấ u t ấ ph p á h t á xạ x củ c a ủ chù h m ù ph p o h t o o t n o ( Nă N n ă g n lượng ợn tr t ê r n ê 1 đ ơn đ vị v th t ời h gian) 4 P I.S 1 10    (W) hay (J / s) P I.S n   E hc i i I.S 11 0, 5%n  0, 5%   8,8.10 (electron / ) s hc
1.77. Dòng quang điện của một tê bào quang điện
bị biến mất bởi hiệu điện thê hãm U =2,92V đối h
với bức xa chiếu vào có bước sóng 250nm. Tính
công thoát electron của kim loại dùng làm catod.
1.77. Dòng quang điện của một tê bào quang điện
bị biến mất bởi hiệu điện thê hãm U =2,92V đối h
với bức xa chiếu vào có bước sóng 250nm. Tính
công thoát electron của kim loại dùng làm catod. K  . q U 0 max h 9   250nm  250.10 m hc hc 19 W   K   . q U  3, 279.10 ( J ) o 0 max h  
1.78. Mo có công thoát là 4,2 eV.
a.Tính giới hạn quang điện va tần sô ngưỡng của Mo
b.Tính hiệu điện hãm nếu ánh sáng kích thích có bước sóng 200nm
1.78. Mo có công thoát là 4,2 eV.
a.Tính giới hạn quang điện va tần sô ngưỡng của Mo
b.Tính hiệu điện hãm nếu ánh sáng kích thích có bước sóng 200nm 19
W  4, 2eV  4, 2 1, 6.10 ( J ) 0 hc hc 7 W      2,957 5 1 . 0 1 ( ) m o o  W o o c 15  f  1,014.10 Hz 0  hc 19 hc  W  K  9,937.10 (J )  K  - W  ............(J ) o 0 max 0 max o   K  q.U 0 max h K K (J ) o max o max 2 01( )
1.82. Chiếu chùm sáng có tần sô 8,5.1014 Hz vào
bê mặt kim loại làm phát electron có động năng
ban đầu cực đại là 0,52 eV.
Cũng kim loại này, khi chiếu chùm ánh sáng có
tần sô 12.1014 Hz thi động năng ban đầu cực đại
của electron thoát ra là 1,97eV. Tìm hằng sô Planck va va công thoát thoá của kim loại loại.
1.82. Chiếu chùm sáng có tần sô 8,5.1014 Hz vào bê mặt kim loại
làm phát electron có động năng ban đầu cực đại là 0,52 eV.
Cũng kim loại này, khi chiếu chùm ánh sáng có tần sô 12.1014 Hz thi
động năng ban đầu cực đại của electron thoát ra là 1,97eV. Tìm
hằng sô Planck va công thoát của kim loại. 14 f  8, 5.10 Hz  K  h. f  W 1 0 max1 1 o 14 f  12.10 Hz  K  . h f  W 2 0max 2 2 o  hc K   W 0max1  o 19 14  
0,521,6.10  h.8,5.10  W h 1 o       19 14 hc 1   ,971,6.10  h.12.10  W W     K W o o 0max 2 o  2
1.86. Các kim loại Li, be, Hg có công thoát tương
ứng là 2,3 eV, 3,9 eV, 4,5 eV. Chiếu ánh sáng có
bước sóng 40nm vào mỗi kim loại này.
a.Xác định kim loại nào xảy ra hiệu ứng quang điện
b.Tìm động năng cực đại của các quang electron phát ra ra.
1.86. Các kim loại Li, Be, Hg có công thoát tương ứng là 2,3 eV,
3,9 eV, 4,5 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 40nm vào mỗi kim loại này.
a. Xác định kim loại nào xảy ra hiệu ứng quang điện
b. Tìm động năng cực đại của các quang electron phát ra. 34 hc 6, 625.10 J.s 8  3.10 m / s 19 
 4,96.10 (J )  3,105(eV ) 9  40.10 ( ) m h
Hiệu ứng quang điện xảy ra khi c  W0  hc K   W 0 max o  0 . a   45 1  2  10.10 m h   '  1 o c s  1  2 ' 4,85.10 ( ) m m c e . b ' a
m x ' min 1 o c s min  o c s  1    ........ hc hc 1  5 . c K    6,49.10 J 0max     ' 0 . a   150 9  0,4.10 m 8 v  c  3.10  m/  s h    '  1 1 o c s o  s  '  .......... ( . ) m m c e