Bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12 lượng tử ánh sáng
Bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Câu 1.
Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về
[A]. sự hình thành các vạch quang phổ của nguyên tử.
[B]. sự tồn tại các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô.
[C]. cấu tạo của các nguyên tử, phân tử.
[D]. sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử.
Nội dung chủ yếu của thuyết lượng tử trực tiếp nói về sự phát xạ và hấp thụ ánh sáng của nguyên tử, phân tử.
Câu 2.
Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của
[A]. một phôtôn bằng năng lượng nghỉ của một êlectrôn.
[B]. một phôtôn phụ thuộc vào khoảng cách từ phôtôn đó tới nguồn phát ra nó.
[C]. các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
[D]. một phôtôn tỉ lệ thuận với bước sóng ánh sáng tương ứng với phôtôn đó.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Theo thuyết lượng từ ánh sáng thì năng lượng của các phôtôn trong chùm sáng đơn sắc bằng nhau
Câu 3.
Khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là đúng?
[A]. Năng lượng phôtôn càng nhỏ khi cường độ chùm ánh sáng càng nhỏ.
[B]. Phôtôn có thể chuyển động hay đứng yên tùy thuộc vào nguồn sáng chuyển động hay đứng yên.
[C]. Năng lượng của phôtôn càng lớn khi tần số của ánh sáng ứng với phôtôn đó càng nhỏ.
[D]. Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Ánh sáng được tạo bởi các hạt gọi là phôtôn là phương án đúng
Câu 4.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào dưới đây là sai?
[A]. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
[B]. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng.
[C]. Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ \[c={{3. 10}^{8}}m/s. \]
[D]. Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai là : Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng. Vì năng lượng W=hf nên nó có phụ thuộc tần số.
Câu 5.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây là sai?
[A]. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ \[c={{3. 10}^{8}}m/s\] dọc theo các tia sáng.
[B]. Phôtôn của các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì mang năng lượng khác nhau.
[C]. Năng lượng của một phôtôn không đổi khi truyền trong chân không.
[D]. Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động.
Phôtôn tồn tại trong cả trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động là phương án sai, nó không tồn tại ở trạng thái đứng yên
Câu 6.
Khi nói về photon phát biểu nào dưới đây đúng:
[A]. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, các photon đều mang năng lượng như nhau.
[B]. Photon có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên.
[C]. Năng lượng của photon càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với photon đó càng lớn.
[D]. Năng lượng của photon ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của photon ánh sáng đỏ.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, các photon đều mang năng lượng như nhau
Câu 7.
Theo thuyết lượng tử ánh sáng thì điều nào sau đây không đúng?
[A]. Phôtôn chỉ tồn tại ở trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.
[B]. Trong chân không các phôtôn chuyển động dọc theo tia sáng với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
[C]. Năng lượng của các phôtôn như nhau với mọi chùm ánh sáng.
[D]. Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.
Năng lượng của các phôtôn như nhau với mọi chùm ánh sáng là đáp án sai. Vì chùm sáng khác nhau thì tần số photon khác nhau đẫn dến năng lượng của chúng khác nhau
Câu 8.
Tất cả các phôtôn truyền trong chân không có cùng
[A]. tần số.
[B]. bước sóng.
[C]. tốc độ.
[D]. năng lượng.
Tất cả các phôtôn truyền trong chân không có cùng tốc độ
Câu 9.
Phôtôn có năng lượng 0,8 eV ứng với bức xạ thuộc vùng
[A]. tia tử ngoại.
[B]. tia hồng ngoại.
[C]. tia X.
[D]. sóng vô tuyến.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Phôtôn có năng lượng 0,8 eV ứng với bức xạ thuộc vùng tia hồng ngoại
Câu 10.
Trong chân không, bức xạ đơn sắc vàng có bước sóng là \[0,589\mu m\]. Lấy \[h=6,{{625. 10}^{-34}}J. s\]; \[c={{3. 10}^{8}}m/s\] và \[e=1,{{6. 10}^{-19}}C\]. Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là
[A]. 2,11 eV.
[B]. 4,22 eV.
[C]. 0,42 eV.
[D]. 0,21 eV.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là $\varepsilon =\dfrac{hc}{\lambda }=\dfrac{6,{{625. 10}^{-34}}{{. 3. 10}^{8}}}{0,{{589. 10}^{-6}}}=3,{{374. 10}^{-19}}\left( J \right)=2,11\left( MeV \right)$ Chọn A
Câu 11.
Trong chân không, một ánh sáng có bước sóng là \[0,60\mu m\]. Năng lượng của phôtôn ánh sáng này bằng
[A]. 2,07 eV.
[B]. 4,07 eV.
[C]. 3,34 eV.
[D]. 5,14 eV.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Năng lượng của phôtôn ứng với bức xạ này có giá trị là \[\varepsilon =h. f=2,07eV\] Chọn A
Câu 12.
Khi truyền trong chân không, ánh sáng đỏ có bước sóng \[{{\lambda }_{1}}=720nm\], ánh sáng tím có bước sóng \[{{\lambda }_{2}}=400nm\]. Cho hai ánh sáng này truyền trong một môi trường trong suốt thì chiết suất tuyệt đối của môi trường đó đối với hai ánh sáng này lần lượt là \[{{n}_{1}}=1,33\] và \[{{n}_{2}}=1,34\]. Khi truyền trong môi trường trong suốt trên, tỉ số năng lượng của phôtôn có bước sóng \[{{\lambda }_{1}}\] so với năng lượng của phôtôn có bước sóng \[{{\lambda }_{2}}\] bằng
[A]. $\dfrac{5}{9}$.
[B]. $\dfrac{9}{5}$.
[C]. $\dfrac{133}{134}$.
[D]. $\dfrac{133}{134}$.
Năng lượng luôn không đổi và bằng $\dfrac{hc}{\lambda }$=hf $\Rightarrow $ tỉ lệ năng lượng bằng ngịch đảo tỉ lệ \[\lambda \] $\Rightarrow $ Đáp án cần chọn là A: 5/9
Câu 13.
Một phôtôn có năng lượng \[\varepsilon \], truyền trong một môi trường với bước sóng \[\lambda \]. Với h là hằng số Plăng, c là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không. Chiết suất tuyệt đối của môi trường đó là:
[A]. $\dfrac{c}{\varepsilon h\lambda }$.
[B]. $\dfrac{c}{\varepsilon \lambda }$.
[C]. $\dfrac{hc}{\varepsilon \lambda }$.
[D]. $\dfrac{\varepsilon \lambda }{hc}$.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Gọi \[{{\lambda }_{0}}\] là bước sóng ánh sáng trong chân không, ta có: $\varepsilon =\dfrac{hc}{{{\lambda }_{0}}}\Rightarrow {{\lambda }_{0}}=\dfrac{hc}{\varepsilon }$ Khi truyền trong môi trường có chiết suất n: $\lambda =\dfrac{{{\lambda }_{0}}}{n}=\dfrac{hc}{n\varepsilon }\Rightarrow n=\dfrac{hc}{\varepsilon \lambda }$
Câu 14.
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng: hai khe cách nhau 1,2 mm và cách màn 1,5 m. Khi tiến hành thí nghiệm ở trong nước, người ta đo được khoảng vân là 0,69 mm. Biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đơn sắc sử dụng trong thí nghiệm là 4/3. Khi truyền trong nước, phôtôn của ánh sáng làm thí nghiệm có năng lượng bằng
[A]. \[3,{{6. 10}^{19}}{{J}_{. }}\].
[B]. \[4,{{8. 10}^{19}}{{J}_{. }}\].
[C]. \[2,{{7. 10}^{19}}eV. \].
[D]. 1,69 eV.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Bước sóng của ánh sáng khi ở trong nước là : ${{\lambda }_{n}}=\dfrac{ai}{D}=\dfrac{1,2. 0,69}{1,5}=0,552\left( \mu m \right)$ ${{\lambda }_{n}}=\dfrac{\lambda }{n}\Rightarrow \lambda =n. {{\lambda }_{n}}=\dfrac{4}{3}. 0,552=0,736\left( \mu m \right)$ Vậy năng lượng sẽ là : $\varepsilon =\dfrac{hc}{\lambda }=\dfrac{6,{{625. 10}^{-34}}{{. 3. 10}^{8}}}{0,{{736. 10}^{-6}}}=2,{{7. 10}^{-19}}\left( J \right)=1,69\left( eV \right)$
Câu 15.
Câu 15. Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là \[{{\varepsilon }_{}},{{\varepsilon }_{L}}\]và \[{{\varepsilon }_{T}}\] thì
[A]. ${{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{}}$
[B]. ${{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{}}>{{\varepsilon }_{L}}$
[C]. ${{\varepsilon }_{}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{T}}$.
[D]. ${{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{}}$.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Gọi năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục và ánh sáng tím lần lượt là \[{{\varepsilon }_{}},{{\varepsilon }_{L}}\]và \[{{\varepsilon }_{T}}\] thì ${{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{}}$.
Câu 16.
Gọi \[{{\varepsilon }_{}},{{\varepsilon }_{L}},{{\varepsilon }_{T}}\] lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím. Ta có
[A]. \[{{\varepsilon }_{}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{T}}. \]
[B]. \[{{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{}}. \]
[C]. \[{{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{}}>{{\varepsilon }_{L}}. \]
[D]. \[{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{}}. \]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Gọi \[{{\varepsilon }_{}},{{\varepsilon }_{L}},{{\varepsilon }_{T}}\]lần lượt là năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ, phôtôn ánh sáng lam và phôtôn ánh sáng tím. Ta có \[{{\varepsilon }_{T}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{}}. \]
Câu 17.
Gọi \[{{\varepsilon }_{D}}\]là năng lượng của photon ánh sáng đỏ, \[{{\varepsilon }_{L}}\] là năng lượng của photon ánh sáng lục, \[{{\varepsilon }_{V}}\] là năng lượng của pho ton ánh sáng vàng. Sắp xếp nào sau đây đúng:
[A]. \[{{\varepsilon }_{V}}>{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{D}}\]
[B]. \[{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{V}}>{{\varepsilon }_{D}}\]
[C]. \[{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{D}}>{{\varepsilon }_{V}}\]
[D]. \[{{\varepsilon }_{D}}>{{\varepsilon }_{V}}>{{\varepsilon }_{L}}\]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Gọi \[{{\varepsilon }_{D}}\]là năng lượng của photon ánh sáng đỏ, \[{{\varepsilon }_{L}}\]là năng lượng của photon ánh sáng lục, \[{{\varepsilon }_{V}}\]là năng lượng của pho ton ánh sáng vàng. Sắp xếp nào sau đây đúng: \[{{\varepsilon }_{L}}>{{\varepsilon }_{V}}>{{\varepsilon }_{D}}\]
Câu 18.
Với \[{{\varepsilon }_{1}},{{\varepsilon }_{2}},{{\varepsilon }_{3}}\] lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì
[A]. \[{{\varepsilon }_{3}}>{{\varepsilon }_{1}}>{{\varepsilon }_{2}}\]
[B]. \[{{\varepsilon }_{2}}>{{\varepsilon }_{1}}>{{\varepsilon }_{3}}\]
[C]. \[{{\varepsilon }_{1}}>{{\varepsilon }_{2}}>{{\varepsilon }_{3}}\]
[D]. \[{{\varepsilon }_{2}}>{{\varepsilon }_{3}}>{{\varepsilon }_{1}}\]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Với \[{{\varepsilon }_{1}},{{\varepsilon }_{2}},{{\varepsilon }_{3}}\]lần lượt là năng lượng của phôtôn ứng với các bức xạ màu vàng, bức xạ tử ngoại và bức xạ hồng ngoại thì \[{{\varepsilon }_{2}}>{{\varepsilon }_{1}}>{{\varepsilon }_{3}}\]
Câu 19.
Công suất bức xạ của Mặt Trời là \[3,{{9. 10}^{26}}W\]. Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là
[A]. \[3,{{3696. 10}^{30}}J. \]
[B]. \[3,{{3696. 10}^{29}}J. \]
[C]. \[3,{{3696. 10}^{32}}J. \]
[D]. \[3,{{3696. 10}^{31}}J. \]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là : \[Q=P. t=3,{{3696. 10}^{31}}J. \]
Câu 20.
Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng là \[1,{{5. 10}^{-4}}W\]. Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là
[A]. \[{{5. 10}^{14}}. \]
[B]. \[{{6. 10}^{14}}. \]
[C]. \[{{4. 10}^{14}}. \]
[D]. \[{{3. 10}^{14}}. \]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số phôtôn được nguồn phát ra trong 1 s là: $n=\dfrac{P}{\varepsilon }=\dfrac{P\lambda }{hc}=\dfrac{1,{{5. 10}^{-4}}. 662,{{5. 10}^{-9}}}{6,{{625. 10}^{-34}}{{. 3. 10}^{8}}}={{5. 10}^{14}}$
Câu 21.
Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số \[{{5. 10}^{14}}Hz\]. Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng
[A]. \[3,{{02. 10}^{19}}. \]
[B]. \[0,{{33. 10}^{19}}. \]
[C]. \[3,{{02. 10}^{20}}. \]
[D]. \[3,{{24. 10}^{19}}. \]
Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng: $n=\dfrac{P\lambda }{hc}$$=\dfrac{P}{hf}$\[=3,{{02. 10}^{19}}. \]
Câu 22.
Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số \[7,{{5. 10}^{14}}Hz\]. Công suất phát xạ của nguồn là 10W. Số photon mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng:
[A]. \[0,{{33. 10}^{20}}\] phôtôn.
[B]. \[0,{{33. 10}^{19}}\] phôtôn.
[C]. \[2,{{01. 10}^{19}}\] phôtôn.
[D]. \[2,{{01. 10}^{20}}\] phôtôn.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây bằng: $n=\dfrac{P\lambda }{hc}$$=\dfrac{P}{hf}$= \[2,{{01. 10}^{19}}\]
Câu 23.
Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc, có công suất 1W, trong mỗi giây phát ra \[2,{{5. 10}^{19}}\] phôtôn. Bức xạ do đèn phát ra là bức xạ
[A]. màu đỏ.
[B]. hồng ngoại.
[C]. tử ngoại.
[D]. màu tím.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc, có công suất 1W, trong mỗi giây phát ra \[2,{{5. 10}^{19}}\]phôtôn. Bức xạ do đèn phát ra là bức xạ hồng ngoại.
Câu 24.
Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng \[0,6\mu m\] sẽ phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1 (s), nếu công suất phát xạ của đèn là 10 W ?
[A]. \[1,{{2. 10}^{19}}\] hạt/s.
[B]. \[{{6. 10}^{19}}\]hạt/s.
[C]. \[4,{{5. 10}^{19}}\] hạt/s.
[D]. \[{{3. 10}^{19}}\] hạt/s.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây bằng: $n=\dfrac{P\lambda }{hc}$$=\dfrac{P}{hf}$\[={{3. 10}^{19}}\] hạt/s.
Câu 25.
Một bút laze phát ra ánh sáng đơn sắc bước sóng 532 nm với công suất 5 mW. Một lần bấm sáng trong thời gian 2 s, bút phát ra bao nhiêu phôtôn ?
[A]. \[2,{{68. 10}^{16}}\] phôtôn.
[B]. \[1,{{86. 10}^{16}}\] phôtôn.
[C]. \[2,{{68. 10}^{15}}\] phôtôn.
[D]. \[1,{{86. 10}^{15}}\] phôtôn.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số phôtôn mà nguồn phát ra trong hai giây bằng: $n=\dfrac{2P\lambda }{hc}$$=\dfrac{2P}{hf}$\[=2,{{68. 10}^{16}}\] phôtôn.
Câu 26.
Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một tia laze phát ra những xung ánh sáng có bước sóng 0,52 mm, chiếu về phía Mặt Trăng. Thời gian kéo dài mỗi xung là \[{{10}^{-7}}s\] và công suất của chùm laze là \[{{10}^{5}}MW\]. Số phôtôn có trong mỗi xung là:
[A]. \[5,{{2. 10}^{20}}\] hạt.
[B]. \[2,{{62. 10}^{29}}\] hạt.
[C]. \[2,{{62. 10}^{25}}\] hạt.
[D]. \[2,{{62. 10}^{15}}\] hạt.
Số phôtôn có trong mỗi xung là: $n={{10}^{-7}}. \dfrac{P\lambda }{hc}$\[=2,{{62. 10}^{25}}\] hạt.
Câu 27.
Trong thí nghiệm đo khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng bằng laze người ta đã sử dụng laze có bước sóng \[0,52\mu m\]. Thiết bị sử dụng để đo là một máy vừa có khả năng phát và thu các xung laze. Biết năng lượng mỗi xung là 10kJ. Tính số photon phát ra trong mỗi xung.
[A]. \[2,{{62. 10}^{22}}\] hạt
[B]. \[0,{{62. 10}^{22}}\] hạt
[C]. \[{{262. 10}^{22}}\] hạt
[D]. \[2,{{62. 10}^{12}}\] hạt
Tính số photon phát ra trong mỗi xung bằng năng lượng mỗi xung chia cho năng lượng mỗi photon. Đáp án cần tìm là \[2,{{62. 10}^{22}}\] hạt
Câu 28.
Chiếu bức xạ tử ngoại có bước sóng \[0,26\mu m\], công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm để êlectron bật ra. Biết rằng cứ 1000 phôton tử ngoại đập vào kẽm thì có một êlectron thoát ra. Số êlectron thoát ra từ tấm kẽm trong 1s là
[A]. \[1,{{76. 10}^{11}}\]
[B]. \[3,{{925. 10}^{11}}. \]
[C]. \[3,{{925. 10}^{13}}\]
[D]. \[1,{{76. 10}^{13}}\]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số photon phát ra trong 1 s là: ${{n}_{p}}=\dfrac{P}{\varepsilon }=\dfrac{P\lambda }{hc}=\dfrac{0,{{3. 10}^{-3}}. 0,{{26. 10}^{-6}}}{6,{{625. 10}^{-34}}{{. 3. 10}^{8}}}=3,{{925. 10}^{14}}$ Số êlectron thoát ra từ tấm kẽm trong 1s là : $\dfrac{{{n}_{p}}}{1000}=\dfrac{3,{{925. 10}^{14}}}{1000}=3,{{925. 10}^{11}}$ Chọn B
Câu 29.
Hai nguồn sáng \[{{\lambda }_{1}}\] và \[{{f}_{2}}\] có cùng công suất phát sáng. Nguồn đơn sắc bước sóng \[{{\lambda }_{1}}=0,60\mu m\] phát ra \[3,{{62. 10}^{20}}\] phôtôn trong 1 phút. Nguồn đơn sắc tần số \[{{f}_{2}}={{6. 10}^{14}}Hz\] phát ra bao nhiêu phôtôn trong 1 giờ?
[A]. \[3,{{01. 10}^{20}}. \]
[B]. \[1,{{09. 10}^{24}}. \]
[C]. \[1,{{81. 10}^{22}}. \]
[D]. \[5,{{02. 10}^{18}}. \]
Công suất hai nguồn sáng bằng nhau nên: $P={{n}_{1}}. \dfrac{hc}{{{\lambda }_{1}}}={{n}_{2}}. h{{f}_{2}}\Rightarrow {{n}_{2}}={{n}_{1}}. \dfrac{c}{{{\lambda }_{1}}{{f}_{2}}}$ Nguồn đơn sắc tần số \[{{f}_{2}}={{6. 10}^{14}}Hz\] Hz phát ra số phôtôn trong 1 giờ là : $N={{n}_{2}}. 60=60. {{n}_{1}}. \dfrac{c}{{{\lambda }_{1}}{{f}_{2}}}=60. 3,{{62. 10}^{20}}. \dfrac{{{3. 10}^{8}}}{0,{{6. 10}^{-6}}{{. 6. 10}^{14}}}=1,{{81. 10}^{22}}$
Câu 30.
Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng \[0,26\mu m\] với công suất 0,3 mW vào bề mặt một tấm kẽm thì thấy có các eletron bật ra. Biết cứ 1000 photon tử ngoại đập vào tấm kẽm thì có 1 electron quang điện thoát ra. Số electron thoát ra từ tấm kẽm trong 10 s là:
[A]. \[1,{{76. 10}^{14}}\]
[B]. \[3,{{925. 10}^{12}}\]
[C]. \[3,{{925. 10}^{15}}\]
[D]. \[1,{{76. 10}^{12}}\]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Số electron thoát ra từ tấm kẽm trong 10 s là: $n=\dfrac{10P\lambda }{1000hc}$\[=3,{{925. 10}^{12}}\]
Câu 31.
Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng \[0,26\mu m\] thì phát ra ánh sáng có bước sóng \[0,52\mu m\]. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là
[A]. $\dfrac{4}{5}$.
[B]. $\dfrac{1}{10}$.
[C]. $\dfrac{1}{5}$.
[D]. $\dfrac{2}{5}$.
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là: $k=\dfrac{{{P}_{B}}. {{\lambda }_{B}}}{{{P}_{A}}. {{\lambda }_{A}}}$= $\dfrac{2}{5}$
Câu 32.
Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45mm với công suất 0,8 W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60$\mu m$ với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là
[A]. 1
[B]. $\dfrac{20}{9}$
[C]. 2
[D]. $\dfrac{3}{4}$
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là $k=\dfrac{{{P}_{B}}. {{\lambda }_{B}}}{{{P}_{A}}. {{\lambda }_{A}}}$= 1
Câu 33.
Laze A phát ra chùm bức xạ bước sóng 400 nm với công suất 0,6 W. Laze B phát ra chùm bức xạ bước sóng \[\lambda \] với công suất 0,2 W. Trong cùng một khoảng thời gian, số photon do laze B phát ra bằng một nửa số photon do laze A phát ra. Bước sóng chùm laze B phát ra là
[A]. 0,60$\mu m$
[B]. 0,45$\mu m$
[C]. 0,50$\mu m$
[D]. 0,70$\mu m$
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Bước sóng chùm laze B phát ra là ${{\lambda }_{B}}=\dfrac{k. {{P}_{A}}. {{\lambda }_{A}}}{{{P}_{B}}. }$= 0,60$\mu m$
Câu 34.
Chiếu bức xạ có bước sóng \[0,3\mu m\] và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng \[0,5\mu m\]. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích. Nếu có 3000 phôtôn kích thích chiếu vào chất đó thì số phôtôn phát quang được tạo ra là bao nhiêu?
[A]. 600
[B]. 500
[C]. 60
[D]. 50
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Nếu có 3000 phôtôn kích thích chiếu vào chất đó thì số phôtôn phát quang được tạo ra là : $3000k=\dfrac{3000{{P}_{B}}. {{\lambda }_{B}}}{{{P}_{A}}. {{\lambda }_{A}}}$= 50
Câu 35.
Chiếu bức xạ có bước sóng \[0,3\mu m\]và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng \[0,5\mu m\]. Biết công suất của chùm sáng phát quang bằng 2% công suất của chùm sáng kích thích. Khi đó, với mỗi photon phát ra ứng với bao nhiêu photon kích thích?
[A]. 20
[B]. 30
[C]. 60
[D]. 50
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Khi đó, với mỗi photon phát ra ứng số photon kích thích là : $k=\dfrac{{{P}_{B}}. {{\lambda }_{B}}}{{{P}_{A}}. {{\lambda }_{A}}}$= 30
Câu 36.
Chất lỏng fluorexein hấp thụ ánh sáng kích thích có bước sóng \[\lambda =0,48\mu m\] và phát ra ánh có bước sóng \[\lambda =0,64\mu m\]. Biết hiệu suất của sự phát quang này là 9 % (hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng của ánh sáng phát quang và năng lượng của ánh sáng kích thích trong một đơn vị thời gian), số phôtôn của ánh sáng kích thích chiếu đến trong 10 s là \[{{2015. 10}^{1}}^{1}\] hạt. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong 2 s là
[A]. \[2,{{6827. 10}^{12}}\]
[B]. \[4,{{863. 10}^{1}}^{3}\]
[C]. \[4,{{863. 10}^{1}}^{2}\]
[D]. \[2,{{6827. 10}^{11}}\]
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Công suất của ánh sáng kích thích P = N\[\dfrac{hc}{\lambda }\] ( N số phôtôn của ánh sáng kích thích phát ra trong 1s). Công suất của ánh sáng phát quang: . P’ = N’\[\dfrac{hc}{\lambda ‘}\] (N’ số phôtôn của ánh sáng phát quang phát ra trong 1s). Hiệu suất của sự phát quang: H = \[\dfrac{P’}{P}=\dfrac{N’}{N}\dfrac{\lambda }{\lambda ‘}\] $\Rightarrow $ N’ = NH\[\dfrac{\lambda ‘}{\lambda }\]\[={{2015. 10}^{10}}. 0,9. \] \[\dfrac{0,64}{0,48}\] \[=4,{{863. 10}^{1}}^{2}. \]
Câu 37.
Dung dịch Fluorêxêin hấp thụ ánh sáng có bước sóng \[0,49\mu m\] và phát ra ánh sáng có bước sóng \[0,52\mu m\], người ta gọi hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng ánh sáng hấp thụ. Biết hiệu suất của sự phát quang của dung dịch Fluorêxêin là 75%. Số phần trăm của phôtôn bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang của dung dịch là:
[A]. 82,7%
[B]. 79,6%
[C]. 75,0%
[D]. 66,8%
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Gọi số photon bị hấp thụ là \[{{N}_{1}}\] hạt, có năng lượng là \[{{E}_{1}}=\]$\dfrac{hc}{{{\lambda }_{1}}}$, \[{{\lambda }_{1}}=0,49mm\] Số photon phát quang phát ra là \[{{N}_{2}}\], có năng lượng là \[{{E}_{2}}=\]$\dfrac{hc}{{{\lambda }_{2}}}$,${{\lambda }_{2}}$\[=0,52\mu m\] Do mỗi photon phát ra được là do đã hấp thụ một photon tới nên số phton bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang như trên chính là \[{{N}_{2}}\]. Theo đề bài ta có: $\begin{align} & \dfrac{{{E}_{2}}}{{{E}_{1}}}=\dfrac{{{N}_{2}}hc{{\lambda }_{1}}}{{{N}_{1}}{{\lambda }_{2}}hc}=0,75 \\ & {{N}_{2}}=0,7959{{N}_{1}} \\ \end{align}$ Phần trăm photon bị hấp thụ dẫn đén phát quang: $\dfrac{{{N}_{2}}}{{{N}_{1}}}=79,59%$
Câu 38.
Chiếu bức xạ có bước sóng \[0,22\mu m\] và một chất phát quang thì nó phát ra ánh sáng có bước sóng \[0,55\mu m\]. Nếu số photon ánh sang kích thích chiếu vào là 500 thì số photon ánh sáng phát ra là 4. Tính tỉ số công suất của ánh sáng phát quang và ánh sáng kích thích?
[A]. 0,2%
[B]. 0,03%
[C]. 0,32%
[D]. 2%
Hướng dẫn giải bài tập thuyết lượng tử ánh sáng
Tính tỉ số công suất của ánh sáng phát quang và ánh sáng kích thích : $k=\dfrac{{{n}_{B}}. {{\lambda }_{A}}}{{{n}_{A}}. {{\lambda }_{B}}}$ = 0,32%
Câu 39.
Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng \[0,3\mu m\] vào một chất thì thấy có hiện tượng phát quang. Cho biết công suất của chùm sáng phát quang chỉ bằng 0,5% công suất của chùm sáng kích thích và cứ 300 phôtôn ánh sáng kích thích cho 2 phôtôn ánh sáng phát quang. Bước sóng ánh sáng phát quang là
[A]. \[0,5\mu m\]
[B]. \[0,4\mu m\]
[C]. \[0,48\mu m\]
[D]. \[0,6\mu m\]
Bước sóng ánh sáng phát quang là: ${{\lambda }_{B}}=\dfrac{{{n}_{B}}. {{\lambda }_{A}}}{{{n}_{A}}. k}$\[=0,4\mu m\]
Câu 40.
Cường độ của một chùm sáng hẹp đơn sắc có bước sóng 0,5μm khi chiếu vuông góc tới bề mặt của một tấm kim loại là I (\[W/{{m}^{2}}\]), diện tích của bề mặt kim loại nhận được ánh sáng tới là \[32m{{m}^{2}}\]. Cứ 50 phôtôn tới bề mặt tấm kim loại thì giải phóng được 2 electron quang điện và số electron bật ra trong 1s là \[3,{{2. 10}^{13}}\]. Giá trị của I là
[A]. \[9,9375W/{{m}^{2}}. \]
[B]. \[9,9735W/{{m}^{2}}. \]
[C]. \[8,5435W/{{m}^{2}}. \]
[D]. \[8,9435W/{{m}^{2}}. \]
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Theo bài ra , hiệu suất lượng tử là H = 2/50 = 0,04 Suy phô tôn chiếu vào tấm kim loại là \[N={{N}_{e}}/H=3,{{2. 10}^{13}}/0,04=8,{{10}^{14}}photon\] Vì đề cho chiếu vuông góc với tấm kim loại nên Nên công suất bức xạ \[P=N. hc/l={{318. 10}^{6}}W\] Cường độ chùm ánh sáng chiếu vào là \[I=P/S={{318. 10}^{6}}/{{32. 10}^{6}}=9,9375W/{{m}^{2}}\]
Câu 41.
Hai tấm kim loại A, B hình tròn được đặt gần nhau, đối diện nhau (trong chân không). A được nối với cực âm và B được nối với cực dương của nguồn điện một chiều. Để làm bứt các electron từ mặt trong của tấm A người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc công suất 4,9 mW mà mỗi photon có năng lượng \[9,{{8. 10}^{-19}}\] J vào mặt trong của tấm A thì cứ 100 phôton chiếu vào có một electron quang điện bứt ra. Một trong số những electron bứt ra chuyển động đến B để tạo ra dòng điện có cường độ \[1,6\mu A\]. Tỉ lệ phần trăm electron quang điện bứt ra khỏi A không đến được B là
[A]. 30%.
[B]. 20%.
[C]. 70%.
[D]. 80%.
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Số electron đến được B trong 1s là \[I={{n}_{e}}\left| e \right|\to {{n}_{e}}=\dfrac{I}{\left| e \right|}={{10}^{13}}\] Số photon chiếu vào A trong 1s là \[P={{n}_{f}}\varepsilon \to {{n}_{f}}=\dfrac{P}{\varepsilon }=\dfrac{4,{{9. 10}^{-3}}}{9,{{8. 10}^{-19}}}={{5. 10}^{15}}\] Cứ 100 photon chiếu vào A thì có 1e bật ra, số e bật ra là \[\dfrac{{{5. 10}^{15}}}{100}={{5. 10}^{13}}\]. Theo đề bài chỉ có \[{{10}^{13}}\] electron đến được B nên phần trăm e quang điện bức ra khỏi A không đến được B là \[\dfrac{{{5. 10}^{13}}-{{10}^{13}}}{{{5. 10}^{13}}}=0,8=80%\]
Câu 42.
Một nguồn sáng có công suất 2 W, phát ra ánh sáng có bước sóng \[\lambda =0,597\mu m\] tỏa ra đều theo mọi hướng. Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4 mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có 80 phôtôn lọt vào mắt trong 1 s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là
[A]. 470 km
[B]. 27 km
[C]. 274 km
[D]. 6 km
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Cường độ sáng I tại điểm cách nguồn R được tính theo công thức: I =\[\dfrac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\]. Năng lượng ánh sáng mà mắt có thể nhận được: W = IS = I\[\dfrac{\pi {{d}^{2}}}{4}\]= \[\dfrac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\]\[\dfrac{\pi {{d}^{2}}}{4}\] = \[\dfrac{P{{d}^{2}}}{16{{R}^{2}}}\](d đường kính mắt) mà W = 80\[\dfrac{hc}{\lambda }\]$\Rightarrow $ 80\[\dfrac{hc}{\lambda }\] = \[\dfrac{P{{d}^{2}}}{16{{R}^{2}}}\] $\Rightarrow $ R = \[\sqrt{\dfrac{P{{d}^{2}}\lambda }{16. 80hc}}\] \[=0,{{274. 10}^{6}}\left( m \right)=274\left( km \right). \]
Câu 43.
Một nguồn sáng có công suất 2 W, phát ra ánh sáng có bước sóng \[\lambda =0,6\mu m\] tỏa ra đều theo mọi hướng. Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4 mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có n phôtôn lọt vào mắt trong 1 s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là 155,4 km. Giá trị của n là
[A]. 250
[B]. 80
[C]. 150
[D]. 70
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Cường độ sáng I tại điểm cách nguồn R được tính theo công thức: I =\[\dfrac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\]. Năng lượng ánh sáng mà mắt có thể nhận được: W = IS = I\[\dfrac{\pi {{d}^{2}}}{4}\]= \[\dfrac{P}{4\pi {{R}^{2}}}\]\[\dfrac{\pi {{d}^{2}}}{4}\] = \[\dfrac{P{{d}^{2}}}{16{{R}^{2}}}\](d đường kính mắt) mà W = n\[\dfrac{hc}{\lambda }\]$\Rightarrow $ n\[\dfrac{hc}{\lambda }\] = \[\dfrac{P{{d}^{2}}}{16{{R}^{2}}}\] $\Rightarrow $ n = \[\dfrac{P{{d}^{2}}\lambda }{16{{R}^{2}}hc}\] = 250 ( photon )
Câu 44.
Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu lục khi được kích thích phát sáng. Hỏi khi chiếu ánh sáng đơn sắc nào dưới đây thì chất đó sẽ phát quang?
[A]. Đỏ sẩm.
[B]. Đỏ tươi.
[C]. Vàng.
[D]. Tím.
Chỉ có màu tím thỏa mãn
Câu 45.
Người ta dùng một loại laze \[C{{O}_{2}}\] có công suất P = 10W để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ mổ sẽ làm cho nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. CHùm laze có đường kính r = 0,1mm và di chuyển với vận tốc v = 0,5cm/s trên bề mặt của mô mềm. Nhiệt dung riêng của nước: c = 4,18KJ/kg. độ; nhiệt hoá hơi của nước: L = 2260J/kg, nhiệt độ cơ thể là \[{{37}^{0}}C\]. Thể tích nước mà tia laze làm bốc hơi trong 1s là:
[A]. \[2,892m{{m}^{3}}. \]
[B]. \[3,963m{{m}^{3}}\]
[C]. \[4,01m{{m}^{3}}\]
[D]. \[2,55m{{m}^{3}}\]
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Gọi m là khối lượng nước đã bốc hơi \[Q=mc\Delta t\] ; Q= L. m \[Pt=m(c\Delta t+L)\] $\Rightarrow $m = \[\dfrac{Pt}{c\Delta t+L}\] V = \[\dfrac{m}{D}\] = \[\dfrac{Pt}{D(c\Delta t+L)}\] $\Rightarrow $ V = $\dfrac{10.1}{{{10}^{3}}(4180.63+2260)}$ = 3,765.10-8 m3 = 37,65 mm3
Câu 46.
Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất chùm là P = 10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1mm, bề dày của tấm thép là e = 2mm. Nhiệt độ ban đầu của tấm thép là \[{{t}_{0}}={{30}^{0}}C\] . Khối lượng riêng của thép là \[D=7800kg/{{m}^{3}}\]; nhiệt dung riêng của thép là c = 448 J/kg. độ. Nhiệt nóng chảy của thép là L = 270 kJ/kg; điểm nóng chảy của thép là \[{{T}_{C}}={{1535}^{0}}C\]. Thời gian tối thiểu để khoan là
[A]. 1,157 s
[B]. 2,125 s
[C]. 2,157 s
[D]. 2,275 s
trắc nghiệm bài tập thuyết lượng tử ánh sáng, vật lí lớp 12
Giải 1:
Ta có phương trình cân bằng nhiệt: \[P. t=mc\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)+m. L\] (1)
Thể tích thép cần nung chảy hình trụ: \[V=\pi \dfrac{{{d}^{2}}}{4}e\]
Khối lượng của thép cần hoá lỏng: \[m=D. V=D. \pi \dfrac{{{d}^{2}}}{4}e\] (2)
Thế (2) vào (1) : \[P. t=D. \pi \dfrac{{{d}^{2}}}{4}ec\left( {{t}_{2}}-{{t}_{1}} \right)+D. \pi \dfrac{{{d}^{2}}}{4}e. L\] Thế số: \[P. t=7800. \pi . \dfrac{{{10}^{-6}}}{4}{{. 2. 10}^{-3}}. \left[ 448. \left( 1535-30 \right)+270000 \right]\]
\[=39\pi {{. 10}^{-7}}x944240=11,56902804\] \[=>t=11,569/10=1,1569s\approx 1,16s\]
Giải 2: Gọi t là thời gian khoan thép. Nhiệt lượng Laze cung cấp trong thời gian này: $Q=Pt=10t(J)$ Khối lượng của thép cần hoá lỏng: $m=SeD=\dfrac{\pi {{d}^{2}}}{4}eD=12,{{3. 10}^{-6}}kg=12,3\mu g$ (d là đường kính của lỗ khoan).
Nhiệt lượng cần để đưa khối thép này từ \[{{30}^{0}}C\] lên \[{{1535}^{0}}C\] là: ${{Q}_{1}}=mc\left( {{t}_{c}}-{{t}_{0}} \right)=12,{{3. 10}^{-6}}. 448. (1535-30)=8,293J$
Nhiệt lượng cần sau đó để nung chảy khối thép: ${{Q}_{2}}=Lm=3,321(J)$
Theo định luật bảo toàn năng lượng: $Q={{Q}_{1}}+{{Q}_{2}}\Leftrightarrow 10t=8,293+3,321\Rightarrow t=1,16s$
hè lô
cho e hỏi với ạ
có ai có thể đáp lại đc ko ạ