Tổng hợp lí thuyết, trắc nghiệm bài tập quang điện trong, quang phát quang vật lí 12 Lượng tử ánh sáng
Lý thuyết cần nhớ để giải bài tập Quang điện trong, Quang phát quang
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện
- ε ≥ A → hf ≥ hfo → f ≥ fo (1) hoặc
- ε ≥ A → \[\dfrac{hc}{\lambda }\geq \dfrac{hc}{\lambda_{o} }\rightarrow \lambda \leq \lambda_{o}\] (2)
Công thức Anhxtanh về lượng tử năng lượng của ánh sáng
\[\varepsilon = A + (W_{đo})_{max}\]
Trong đó:
- ε = hf = \[\dfrac{hc}{\lambda }\]: lượng tử năng lượng (J)
- h = 6,625.10-34 (J/s): hằng số Plank
- f: tần số ánh sáng (Hz)
- λ: bước sóng của ánh sáng (m)
- c = 3.108 (m/s): tốc độ ánh sáng trong chân không
- A = hfo = \[\dfrac{hc}{\lambda_{o} }\]: công thoát của eletron (J)
- \[(W_{đo})_{max}\]: động năng ban đầu cực đại của các electron (J)
Bài tập quang điện trong
Câu 1.
Hiện tượng quang điện ngoài khác hiện tượng quang điện trong ở chỗ
[A]. chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn \[{{\lambda }_{0}}\] nào đó.
[B]. có electron bắn ra khỏi mặt khối chất khi chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất đó.
[C]. có giới hạn \[{{\lambda }_{0}}\]phụ thuộc vào bản chất của từng khối chất.
[D]. chỉ ra khi được chiếu ánh sáng thích hợp.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Hiện tượng quang điện ngoài khác hiện tượng quang điện trong ở chỗ có electron bắn ra khỏi mặt khối chất khi chiếu ánh sáng thích hợp vào khối chất đó
Câu 2.
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng
[A]. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt bán dẫn.
[B]. các êlectron tự do trong kim loại được ánh sáng làm bứt ra khỏi bề mặt kim loại.
[C]. các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng giải phóng trở thành các êlectron dẫn.
[D]. các êlectron thoát khỏi bề mặt kim loại khi kim loại bị đốt nóng.
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng các êlectron liên kết trong chất bán dẫn được ánh sáng giải phóng trở thành các êlectron dẫn.
Câu 3.
Năng lượng kích hoạt là năng lượng cần thiết để giải phóng 1 êlectron liên kết thành 1 êlectron dẫn, giá trị đó của Ge là 0,66 eV. Lấy\[e=1,{{6. 10}^{-19}}C\] ;\[h=6,{{625. 10}^{-34}}J\] ;\[c={{3. 10}^{8}}m/s\] . Giới hạn quang dẫn của Ge là
[A]. 1,88 μm.
[B]. 1,88 nm.
[C]. \[3,{{01.10}^{-25}}m.\]
[D]. \[3,{{01.10}^{-15}}m.\]
Giới hạn quang dẫn của kim loại này là ${{\lambda }_{0}}=\dfrac{hc}{A}$= \[1,88\mu m\]
Câu 4.
Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là \[0,78\mu m\]. Chiếu vào chất bán dẫn đó lần lượt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số \[{{f}_{1}}=4,{{5. 10}^{14}}Hz;{{f}_{2}}=5,{{0. 10}^{13}}Hz;{{f}_{3}}=6,{{5. 10}^{13}}Hz\] và \[{{f}_{4}}=6,{{0. 10}^{14}}Hz\]. Cho \[c={{3. 10}^{8}}m/s\]. Hiện tượng quang dẫn xảy ra với các chùm bức xạ có tần số
[A]. \[{{f}_{1}}\] và \[{{f}_{2}}. \]
[B]. \[{{f}_{2}}\]và \[{{f}_{3}}. \]
[C]. \[{{f}_{3}}\] và \[{{f}_{4}}\].
[D]. \[{{f}_{1}}\] và \[{{f}_{4}}\].
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Hiện tượng quang dẫn xảy ra với các chùm bức xạ có tần số \[f>{{f}_{0}}\Rightarrow \] \[{{f}_{1}}\] và \[{{f}_{4}}\]thỏa mãn
Câu 5.
Điều nào sau đây sai khi nói về quang trở?
[A]. Bộ phận quan trọng nhất của quang điện trở là một lớp chất bán dẫn có gắn 2 điện cực.
[B]. Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ.
[C]. Quang điện trở có thể dùng thay thế cho các tế bào quang điện.
[D]. Quang điện trở là một điện trở mà giá trị của nó không thay đổi theo nhiệt độ.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ là sai. Nó thay đổi khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Câu 6.
Nhận xét nào sau đây là sai khi nói về quang điện trở? Quang điện trở
[A]. thực chất là một điện trở mà giá trị của nó thay đổi theo nhiệt độ.
[B]. có bộ phận quan trọng là một lớp chất bán dẫn có gắn 2 điện cực.
[C]. có thể dùng thay thế cho tế bào quang điện.
[D]. là một điện trở có giá trị giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Quang điện trở thực chất là một điện trở mà giá trị của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ là sai. Nó thay đổi khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
Câu 7.
Phát biểu nào sau đây là đúng?
[A]. Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài.
[B]. Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong.
[C]. Điện trở của quang trở tăng nhanh khi quang trở được chiếu sáng.
[D]. Điện trở của quang trở không đổi khi quang trở được chiếu sáng bằng ánh sáng có bước sóng ngắn.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Quang trở là một linh kiện bán dẫn hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong.
Câu 8.
Khi hiện tượng quang dẫn xảy ra, trong chất bán dẫn có hạt tham gia vào quá trình dẫn điện là
[A]. electron và hạt nhân.
[B]. electron và các ion dương.
[C]. electron và lỗ trống mang điện âm.
[D]. electron và lỗ trống mang điện dương.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Khi hiện tượng quang dẫn xảy ra, trong chất bán dẫn có hạt tham gia vào quá trình dẫn điện là electron và lỗ trống mang điện dương.
Câu 9.
Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm của quang điện trở ? (I) Điện trở có giá trị rất lớn. (II) Điện trở có giá trị rất nhỏ. (III) Giá trị của điện trở này không thay đổi. (IV) Giá trị của điện trở này thay đổi được.
[A]. I; III.
[B]. IV; II.
[C]. IV.
[D]. III.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Các đặc điểm của quang trở là Giá trị của điện trở này thay đổi được ( khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào )
Câu 10.
Trường hợp nào sau đây là hiện tượng quang điện trong?
[A]. Chiếu tia tử ngoại vào chất bán dẫn làm tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn này.
[B]. Chiếu tia X (tia Rơnghen) vào kim loại làm êlectron bật ra khỏi bề mặt kim loại đó.
[C]. Chiếu tia tử ngoại vào chất khí thì chất khí đó phát ra ánh sáng màu lục.
[D]. Chiếu tia X (tia Rơnghen) vào tấm kim loại làm cho tấm kim loại này nóng lên.
Chiếu tia tử ngoại vào chất bán dẫn làm tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn này là một hiện tượng quang điện trong
Câu 11.
Chọn câu trả lời sai. Trong hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện
[A]. đều có bước sóng giới hạn \[{{\lambda }_{o}}\]
[B]. đều bứt được các electron bứt ra khỏi khối chất.
[C]. bước sóng giới hạn của hiện tượng quang điện bên trong có thể thuộc vùng hồng ngoại.
[D]. năng lượng cần thiết để giải phóng electron khối chất bán dẫn nhỏ hơn công thoát của electron khỏi kim loại
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Trong hiện tượng quang dẫn và hiện tượng quang điện đều bứt được các electron bứt ra khỏi khối chất là SAI. Chỉ có hiện tượng quang điện mới đúng với mệnh đề trên
Câu 12.
Khi nói về quang điện, phát biểu nào sau đây sai?
[A]. Chất quang dẫn là chất dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở thành chất dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.
[B]. Điện trở của quang điện trở giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
[C]. Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài vì nó nhận năng lượng ánh sáng từ bên ngoài.
[D]. Công thoát êlectron của kim loại thường lớn hơn năng lượng cần thiết để giải phóng êlectron liên kết trong chất bán dẫn.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài vì nó nhận năng lượng ánh sáng từ bên ngoà là sai. Pin quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong.
Câu 13.
Phát biểu nào là sai?
[A]. Điện trở của quang trở giảm mạnh khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào.
[B]. Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn.
[C]. Trong pin quang điện, quang năng biến đổi trực tiếp thành điện năng.
[D]. Có một số tế bào quang điện hoạt động khi được kích thích bằng ánh sáng nhìn thấy.
Nguyên tắc hoạt động của tất cả các tế bào quang điện đều dựa trên hiện tượng quang dẫn là sai.
Câu 14.
Pin quang điện là nguồn điện, trong đó
[A]. hóa năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
[B]. quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
[C]. cơ năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
[D]. nhiệt năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Pin quang điện là nguồn điện, trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
Câu 15.
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào
[A]. hiện tượng tán sắc ánh sáng.
[B]. hiện tượng quang điện ngoài.
[C]. hiện tượng quang điện trong.
[D]. hiện tượng phát quang của chất rắn.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Nguyên tắc hoạt động của quang điện trở dựa vào hiện tượng quang điện trong
Câu 16.
Pin quang điện là nguồn điện
[A]. biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
[B]. biến đổi trực tiếp nhiệt năng thành điện năng.
[C]. hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện ngoài.
[D]. hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.
Câu 17.
Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng
[A]. phản xạ ánh sáng.
[B]. quang – phát quang.
[C]. hóa – phát quang.
[D]. tán sắc ánh sáng.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì thấy dung dịch này phát ra ánh sáng màu lục. Đó là hiện tượng quang phát quang
Câu 18.
Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng
[A]. quang điện ngoài.
[B]. quang điện trong.
[C]. quang dẫn.
[D]. quang – phát quang.
Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài
Câu 19.
Sự phát sáng nào sau đây là hiện tượng quang − phát quang?
[A]. Sự phát sáng của con đom đóm.
[B]. Sự phát sáng của đèn dây tóc.
[C]. Sự phát sáng của đèn ống thông dụng.
[D]. Sự phát sáng của đèn LED.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Sự phát sáng của đèn ống thông dụng là một hiện tượn quang phát quang.
Câu 20.
Ánh sáng lân quang là :
[A]. được phát ra bởi chất rắn, chất lỏng lẫn chất khí.
[B]. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
[C]. có thể tồn tại rất lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích.
[D]. có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Ánh sáng lân quang là có thể tồn tại rất lâu sau khi tắt ánh sáng kích thích.
Câu 21.
Ánh sáng huỳnh quang là
[A]. tồn tại một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích.
[B]. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
[C]. có bước sóng nhỉ hơn bước sóng ánh sáng kích thích.
[D]. do các tinh thể phát ra, sau khi được kích thích bằng ánh sáng thích hợp.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Ánh sáng huỳnh quang là hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
Câu 22.
Ánh sáng lân quang
[A]. được phát ra bởi cả chất rắn, lỏng và khí.
[B]. có thể tồn tại trong thời gian nào đó khi tắt ánh sáng kích thích.
[C]. có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng kích thích.
[D]. hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
Ánh sáng lân quang có thể tồn tại trong thời gian nào đó khi tắt ánh sáng kích thích.
Câu 23.
Trong hiện tượng quang phát quang, sự hấp thụ hoàn toàn một phôtôn sẽ đưa đến:
[A]. sự giải phóng một cặp electron và lỗ trống.
[B]. sự phát ra một phôtôn khác.
[C]. sự giải phóng một electron tự do.
[D]. sự giải phóng một electron liên kết.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Trong hiện tượng quang phát quang, sự hấp thụ hoàn toàn một phôtôn sẽ đưa đến sự phát ra một phôtôn khác.
Câu 24.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, mỗi nguyên tử hay phân tử của chất phát quang hấp thụ hoàn toàn một phôtôn của ánh sáng kích thích có năng lượng \[\varepsilon \] để chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó
[A]. phát ra một phôtôn khác có năng lượng lớn hơn \[\varepsilon \]do có bổ sung năng lượng.
[B]. phát ra một phôtôn khác có năng lượng nhỏ hơn \[\varepsilon \] do có mất mát năng lượng.
[C]. giải phóng một êlectron tự do có năng lượng nhỏ hơn \[\varepsilon \] do có mất mát năng lượng.
[D]. giải phóng một êlectron tự do có năng lượng lớn hơn \[\varepsilon \] do có bổ sung năng lượng.
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, mỗi nguyên tử hay phân tử của chất phát quang hấp thụ hoàn toàn một phôtôn của ánh sáng kích thích có năng lượng ε để chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó phát ra một phôtôn khác có năng lượng nhỏ hơn ε do có mất mát năng lượng
Câu 25.
Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng vàng thì ánh sáng huỳnh quang phát ra có thể là
[A]. ánh sáng tím.
[B]. ánh sáng da cam.
[C]. ánh sáng lam.
[D]. ánh sáng lục.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng vàng thì ánh sáng huỳnh quang phát ra có thể là ánh sáng da cam. ( vì ánh sáng da cam có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng kích thích là ánh sáng vàng )
Câu 26.
Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng chàm thì ánh sáng huỳnh quang phát ra không thể là
[A]. ánh sáng tím.
[B]. ánh sáng vàng.
[C]. ánh sáng đỏ.
[D]. ánh sáng lục.
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Khi chiếu vào một chất lỏng ánh sáng chàm thì ánh sáng huỳnh quang phát ra không thể là Tím ( vì ánh sáng tím có bước sóng bé hơn bước sóng của ánh sáng kích thích là ánh sáng chàm )
Câu 27.
Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu lục khi được kích thích phát sáng. Khi chiếu vào chất đó ánh sáng đơn sắc nào dưới đây thì chất đó sẽ không phát quang?
[A]. Da cam
[B]. Lam
[C]. Chàm
[D]. Tím
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu lục khi được kích thích phát sáng. Khi chiếu vào một chất ánh sáng đơn sắc mà nó không phát quang sẽ là Da cam (vì ánh sáng lục có bước sóng bé hơn bước sóng của ánh sáng kích thích là ánh sáng da cam )
Câu 28.
Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số \[f={{6. 10}^{14}}Hz\]. Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang?
[A]. \[0,55\mu m. \]
[B]. \[0,45\mu m. \]
[C]. \[0,38\mu m. \]
[D]. \[0,40\mu m. \]
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Để hiện tượng phát quang xảy ra thì cần điều kiện \[\lambda \le {{\lambda }_{o}}\Rightarrow 0,55\mu m\] là đáp án cần chọn
Câu 29.
Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng nào dưới đây?
[A]. Ánh sáng đỏ.
[B]. Ánh sáng lục.
[C]. Ánh sáng chàm.
[D]. Ánh sáng lam.
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng Ánh sáng chàm. ( vì ánh sáng chàm có bước sóng bé hơn bước sóng của ánh sáng kích thích là ánh sáng lam )
Câu 30.
Một chất có khả năng phát ra bức xạ có bước sóng \[0,5\mu m\] khi bị chiếu sáng bởi bức xạ \[0,3\mu m\]. Hãy tính phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên.
[A]. \[2,{{65. 10}^{-19}}J\]
[B]. \[26,{{5. 10}^{-19}}J\]
[C]. \[2,{{65. 10}^{-18}}J\]
[D]. \[{{265. 10}^{-19}}J\]
Bài tập hiện tượng quang điện trong, vật lí 12
Phần năng lượng photon mất đi trong quá trình trên là: \[\Delta W=\] $\dfrac{hc}{{{\lambda }_{1}}}-\dfrac{hc}{{{\lambda }_{2}}}=$\[2,{{65. 10}^{-19}}J\]
Câu 31.
Khi nói về tia Rơn-ghen và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây sai?
[A]. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ.
[B]. Tần số của tia Rơn-ghen nhỏ hơn tần số của tia tử ngoại.
[C]. Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại.
[D]. Tia Rơn-ghen và tia tử ngoại đều có khả năng gây phát quang một số chất.
hướng dẫn giải bài tập quang điện trong
Tần số của tia Rơn-ghen lớn hơn tần số của tia tử ngoại nên B là đáp án sai