Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 43: Hiện tượng quang điện ngoài. Các định luật quang điện

Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào một tấm kẽm tích điện âm, thì

A. Tấm kẽm mất dần điện tích dương.            

B. Tấm kẽm mất dần điện tích âm.

C. Tấm kẽm trở nên trung hoà điện.               

D. Điện tích âm của tấm kẽm không đổi.

Phương pháp giải

Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện của chất đó

Hướng dẫn giải

- Vì tia hồng ngoại có λ=0,76μm lớn hơn giới hạn quang điện kẽm là 0,35μm nên không có hiện tượng quang điện xảy ra và điện tích âm của tấm kẽm không đổi.

- Chọn đáp án D.

Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A. Bước sóng của ánh sáng kích thích chiều vào kim loại gây ra hiện tượng quang điện.

B. Công thoát của các êlectron ở bề mặt kim loại đó.

C. Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện đối với kim loại đó.

D. Hiệu điện thế hãm.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được định nghĩa về giới hạn quang điện của mỗi kim loại

Hướng dẫn giải

- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện cho kim loại đó.

- Chọn đáp án C.

Để gây ra hiện tượng quang điện, bức xạ rọi vào kim loại phải thoả mãn điều kiện nào sau đây ?

A. Tần số có giá trị bất kì.                              

B. Tần số nhỏ hơn một tần số nào đó.

C. Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện  

D. Bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện.

Phương pháp giải

Điều kiện để xảy ra hiệu ứng quang điện là: ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện

Hướng dẫn giải

- Để gây ra được hiệu ứng quang điện, bức xạ rọi vào kim loại phải có bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện.

- Chọn đáp án C.

Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà

A. Triệt tiêu, khi cường độ chùm sáng kích thích nhỏ hơn một giá trị giới hạn.

B. Tỉ lệ với bình phương cường độ chùm sáng.

C. Tỉ lệ với căn bậc hai của cường độ chùm sáng.

D. Tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng.

Phương pháp giải

Trong hiện tượng quang điện, cường độ bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ tia sáng khi gặp được một bức xạ có bước sóng thích hợp với nó

Hướng dẫn giải

- Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng.

- Chọn đáp án D.

Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron, biết rằng hiệu điện thế hãm bằng 1,8V.

Phương pháp giải

Dựa vào công thức tính động năng cực đại, ta tính vận tốc cực đại theo công thức sau:

\({v_{0\max }} = \sqrt {\frac{{2e\left| {{U_h}} \right|}}{m}} \)

Hướng dẫn giải

- Động năng ban đầu cực đại của quang êlectron là:

\({{\rm{W}}_{d\max }} = \frac{{mv_{0\max }^2}}{2} = e\left| {{U_h}} \right|\)

\( \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {\frac{{2e\left| {{U_h}} \right|}}{m}} \)

- Thay số vào công thức trên, ta có vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron là:

\({v_{0\max }} = \sqrt {\frac{{2e\left| {{U_h}} \right|}}{m}} = \sqrt {\frac{{{{2.1,6.10}^{ - 19}}.1,8}}{{{{9,1.10}^{ - 31}}}}} = {0,795.10^6}(m/s)\)