Nội dung tự học môn Vật lý 12 - Tuần 3 - Trường THPT Bùi Hữu Nghĩa

Nội dung text: Nội dung tự học môn Vật lý 12 - Tuần 3 - Trường THPT Bùi Hữu Nghĩa

1. TRƯỜNG THPT BÙI HỮU NGHĨA TỔ LÝ- TIN- CN NỘI DUNG TỰ HỌC TUẦN 3 (Thứ Ba, ngày 07/04/2020) MÔN: VẬT LÝ 12 ÔN TẬP CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng. * Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện). * Các định luật quang điện + Định luật về giới hạn quang điện): Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện:  0. * Thuyết lượng tử ánh sáng + Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định  = hf (f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây. + Phân tử, nguyên tử, electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không. Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liên tục. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. + Giải thích định luật thứ nhất: Để có hiện tượng quang điện thì năng lượng của phôtôn phải lớn hc hc hc hơn hoặc bằng công thoát: hf = A =   0; với 0 = chính là giới hạn quang điện  0 A của kim loại. * Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt. Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rỏ một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rỏ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rỏ, như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, khả năng phát quang , còn tính chất sóng càng mờ nhạt. Trái lại sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ, thì tính chất sóng lại thể hiện rỏ hơn như ở hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, , còn tính chất hạt thì mờ nhạt. 2. Hiện tượng quang điện bên trong. * Chất quang dẫn Chất quang dẫn là những chất bán dẫn, dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp. * Hiện tượng quang điện trong Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong. * Quang điện trở
2. Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào nó thay đổi. * Pin quang điện Pin quang điện là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Hoạt động của pin dựa trên hiện tượng quang điện bên trong của một số chất bán dẫn như đồng ôxit, sêlen, silic, . Suất điện động của pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V Pin quang điện (pin mặt trời) đã trở thành nguồn cung cấp điện cho các vùng sâu vùng xa, trên các vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, trong các máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi. 3 . Mẫu nguyên tử Bo *Tiên đề về trạng thái dừng Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định E n, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng. 2 Công thức tính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô: rn = n r0, với n là số nguyên -11 và r0 = 5,3.10 m, gọi là bán kính Bo. Đó là bán kính quỹ đạo dừng của electron, ứng với trạng thái cơ bản K. Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian nguyên tử ở trạng thái kích thích rất ngắn (cỡ 10 -8 s). Sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn và cuối cùng về trạng thái cơ bản. *Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng En lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì hấp thụ bức xạ nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em:  = hfnm hfmn hfnm = E – E . n m Em Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu E n – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao En. + Chất hấp thu được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra bước sóng ấy. + Quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch. B. CÁC CÔNG THỨC + Năng lượng của phôtôn ánh sáng:  = hf Trong chân không:  = hc  hc 1 2 hc + Công thức Anhxtanh: hf = = A + mv 0 max = + Wdmax;  2 0 hc + Giới hạn quang điện : 0 = A h.c + Công thoát của e ra khỏi kim loại : A 0
3. C. BÀI TẬP VÂN DỤNG: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN -8 -34 -19 -31 (Biết c = 3.10 m/s , h = 6,625.10 J.s ; 1eV=1,6.10 J ; me = 9,1.10 kg) Câu 1. Công thoát electron ra khỏi kim loại A = 6,625.10-19 J. Giới hạn quang điện của kim loại đó là: A. 0,300 m B. 0,250 m C. 0,375 m D. 0,295 m Câu 2. Công thoát electron ra khỏi vônfram là 4,5eV. Giới hạn quang điện của vônfram bằng A. 0,250 m.B. 0,276 m. C. 0,295 m.D. 0,375 m. Câu 3. Tìm câu sai. Hiện tượng quang điện cho thấy A. Tốc độ ánh sáng phụ thuộc vào chiết suất. B. Tốc độ của ánh sáng trong chân không là c = 3.108m/s. C. Ánh sáng gồm các phôtôn. D. Ánh sáng có tính chất sóng. Câu 4. Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng  1 = 0,75 m và 2 = 0,25 m vào tấm kim loại; công thoát electron của kim loại bằng 3,74eV. Bức xạ nào có thể gây ra hiệu ứng quang điện ? A. Chỉ có bức xạ 1. B. Chỉ có bức xạ  2. C. Cả hai loại bức xạ. D. Không có bức xạ nào. Câu 5. Một nguồn sáng phát ra ánh sáng có tần số f. Năng lượng của phôtôn này tỉ lệ A. nghịch với tần số f. B. thuận với tần số f. C. thuận với bình phương tần số f. D. nghịch với bình phương tần số f. Câu 6. Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt của kim loại gọi là hiện tượng A. nhiệt điện. B. tán sắc ánh sáng. C. quang điện ngoài. D. quang - phát quang. Câu 7. Giới hạn quang điện của natri là 0,50 μm. Hiện tượng quang điện sẽ xảy ra khi chiếu vào bề mặt tấm kim loại natri bức xạ A. màu da cam. B. màu đỏ. C. tử ngoại. D. hồng ngoại. Câu 8. Công thoát của electron khỏi đồng là 6,625.10-19J. Giới hạn quang điện của đồng là A. 0,40 μm. B. 0,60 μm. C. 0,9 μm. D. 0,30 μm. Câu 9. Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng  vào bề mặt một tấm nhôm có giới hạn quang điện 0,36µm. Hiện tượng quang điện không xảy ra nếu  bằng A. 0,24µm. B. 0,42µm. C. 0,30µm. D. 0,28µm. Câu 10. Một tấm kẽm tích điện âm nếu chiếu vào một chùm tia hồng ngoại sẽ có hiện tượng gì xảy ra ? A. Tấm kẽm mất điện tích âm. B. Tấm kẽm mất bớt electron. C. Tấm kẽm mất bớt điện tích dương. D. Không có hiện tượng gì xảy ra. Câu 11. Công thoát electron của một kim loại là A0, giới hạn quang điện là  0. Khi chiếu vào bề mặt kim loại đó chùm bức xạ có bước sóng  = 0,50 thì động năng ban đầu cực đại của electron quang điện bằng A. A0. B. 2A0. C. 3/4A0. D. 0,5A0. Câu 12. Tìm phát biểu sai về lưỡng tính sóng hạt. A. Hiện tượng giao thoa ánh sáng thể hiện tích chất sóng. B. Hiện tượng quang điện, ánh sáng thể hiện tính chất hạt. C. Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn càng thể hiện rõ tính chất sóng. D. Các sóng điện từ có bước sóng càng dài thì tính chất sóng thể hiện rõ hơn tính chất hạt.
4. Câu 13. Giới hạn quang điện của Cs là 660 nm. Tính công thoát A của Cs ra đơn vị eV. A. 3,74 eV B. 2,14 eV C. 1,52 eV D. 1,88 eV HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Câu 14. Quang điện trở được chế tạo từ A. chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện tốt khi được chiếu sáng thích hợp. B. kim loại và có đặc điểm là điện trở suất của nó tăng khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. C. chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện kém khi được chiếu sáng thích hợp. D. chất bán dẫn và có đặc điểm là dẫn điện tốt khi không bị chiếu sáng và trở nên dẫn điện tốt khi được chiếu sáng thích hợp. Câu 15. Phát biểu nào sau đây là đúng? Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng A. bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp. B. electron bị bắn ra khỏi kim loại khi kim loại bị đốt nóng. C. electron liên kết được giải phóng thành electron dẫn khi chất bán dẫn được chiếu bằng bức xạ thích hợp. D. điện trở của vật dẫn kim loại tăng lên khi chiếu ánh sáng vào kim loại. Câu 16. Pin quang điện là nguồn điện hoạt động dựa trên hiện tượng A. quang - phát quang. B. quang điện trong C. cảm ứng điện từ. D. tán sắc ánh sáng. Câu 17. Pin quang điện là hệ thống biến đổi A. hoá năng thành điện năng. B. nhiệt năng thành điện năng. C. cơ năng thành điện năng. D. năng lượng bức xạ thành điện năng. Câu 18. Có thể giải thích tính quang dẫn bằng thuyết A. electron cổ điển. B. sóng ánh sáng. C. phôtôn. D. động học phân tử. MẪU NGUYÊN TỬ BO Câu 19. Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho ở điểm nào? A. Mô hình nguyên tử có hạt nhân. B. Hình dạng quỹ đạo của các electron. C. Biểu thức của lực hút giữa hạt nhân và electron. D. Trạng thái có năng lượng ổn định. Câu 20. Nội dung chính xác của tiên đề về các trạng thái dừng. Trạng thái dừng là: A. trạng thái có năng lượng xác định. B. trạng thái mà ta có thể tính toán được chính xác năng lượng của nó. C. trạng thái mà năng lượng của nguyên tử không thể thay đổi được. D. trạng thái trong đó nguyên tử có thể tồn tại một thời gian xác định mà không bức xạ năng lượng. Câu 21. Câu nào dưới đây nói lên nội dung chính xác của khái niệm về quỹ đạo dừng? A. Quỹ đạo có bán kính tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp. B. Bán kính quỹ đạo có thể tính toán được một cách chính xác. C. Quỹ đạo mà electron bắt buộc phải chuyển động trên đó. D. Quỹ đạo ứng với năng lượng của các trạng thái dừng.
5. Câu 22. Nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử được phản ánh trong câu nào dưới đây? A. Nguyên tử phát ra một phôtôn mỗi lần bức xạ ánh sáng. B. Nguyên tử thu nhận một phôtôn mỗi lần hấp thụ ánh sáng. C. Nguyên tử phát ra ánh sáng nào thì có thể hấp thụ ánh sáng đó. D. Nguyên tử chỉ có thể chuyển giữa các trạng thái dừng. Mỗi lần chuyển, nó bức xạ hay hấp thụ một phôtôn có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó. Câu 23. Quỹ đạo của electron trong nguyên tử hiđrô ứng với số lượng tử n có bán kính: A. tỉ lệ thuận với n. B. tỉ lệ nghịch với n. C. tỉ lệ thuận với n2. D. tỉ lệ nghịch với n2 -11 Câu 24. Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là ro = 5,3.10 m. Bán kính quỹ đạo dừng N là A. 47,7.10-11 m. B. 84,8.10-11 m. C. 21,2.10-11 m. D. 132,5.10-11 m. Câu 25. Cho bán kính quỹ đạo Bo thứ nhất 0,53.10-10 m. Bán kính quỹ đạo Bo thứ năm là: A. 13,25. 10-10 m. B. 10,25. 10-10 m. C. 0,106. 10-10 m. D. 2,65. 10-10 m. Câu 26. Nguyên tử hiđtô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV. Để chuyển lên trạng thái dừng có mức năng lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng A. 10,2 eV. B. -10,2 eV. C. 17 eV. D. 4 eV. Câu 27. Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà electron chuyển động trên quỹ đạo dừng N. Khi electron chuyển về các quỹ đạo dừng có năng lượng thấp hơn thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch? A. 3. B. 1. C. 6. D. 4. Câu 28. Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần lượt là: -13,6 eV; -1,51eV. Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng A. 102,7 m. B. 102,7 mm. C. 102,7 nm. D. 102,7 pm. Câu 29. Khi Hiđrô ở trạng thái cơ bản được kích thích lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên 13,6 9 lần. Biết En = Khi chuyển dời về mức cơ bản thì phát ra bước sóng bức xạ có năng lượng n2 lớn nhất là: A. 0,103 μm B. 0,203 μm C. 0,655 μm D. 0,233 μm Câu 30. Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng -1,514 eV sang trang thái dừng có năng lượng -3,407 eV thì nguyên tử phát ra bức xạ có tần số A. 2,571.1013 Hz. B. 4,572.1014Hz. C. 3,879.1014Hz. D. 6,542.1012Hz. NHÓM GV GIẢNG DẠY VL12. *PHƯƠNG PHÁP HỌC: - Yêu cầu HS : + Đọc nội dung: A. Tóm tắt lý thuyết và B. Các công thức ghi nhớ + Ghi chép nội dung trọng tâm vào tập bài tập Vật lý. + Làm bài tập trắc nghiệm chương 6 (trên classroom.) -Sau đó ghi rõ họ tên, lớp trên phiếu học tập và giải các bài tập trắc nghiệm ở phần C ghi đáp án vào phiếu HT, chụp hình phiếu HT kèm bài ghi gửi lên classroom Vật lý của lớp. GVBM sẽ giải đáp những thắc mắc trong giờ học theo TKB và thu bài nộp để cộng điểm cột kiểm tra miệng (+3 điểm cho HS có bài nộp đạt điểm giỏi, +2điểm cho HS có bài nộp đạt điểm khá, +1 điểm HS có bài nộp đạt điểm TB ) + Thời hạn nộp bài: 8h35 phút ngày 07/04/2020.
6. TRƯỜNG THPT BÙI HỮU NGHĨA TỔ LÝ- TIN- CN PHIẾU HỌC TẬP VẬT LÝ 12 ÔN TẬP CHƯƠNG VI- LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG HỌ VÀ TÊN HS: LỚP : ĐÁP ÁN BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10 Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 Câu 16 Câu 17 Câu 18 Câu 19 Câu 20 Câu 21 Câu 22 Câu 23 Câu 24 Câu 25 Câu 26 Câu 27 Câu 28 Câu 29 Câu 30