Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 23: Vận dụng định luật về giới hạn quang điện - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

Nội dung text: Các dạng bài tập ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lí - Dạng 23: Vận dụng định luật về giới hạn quang điện - Đỗ Ngọc Hà (Có lời giải chi tiết)

1. DẠNG 23: VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN ❖ KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Để xảy ra hiện tượng quang điện đối với kim loại có giới hạn quang điện 0 , ánh sáng kích thích chiếu tới nó có bước sóng  phải thỏa mãn  0 hay  A hc - Năng lượng lượng tử:  hf  hc - Công thoát: A 0 Ví dụ 1. (Sở GD Hà Nội 2019): Biết công thoát electron của các kim loại bạc, canxi, kali và đồng lần lượt là 4,78 eV; 2,89 eV; 2,26 eV và 4,14 eV. Lấy h 6,625.10 34 J.s; c 3.108 m / s và 1eV 1,6.10 19 J . Chiếu bức xạ có bước sóng 0,33m vào bề mặt các kim loại trên, hiện tượng quang điện xảy ra ở A. canxi và bạc.B. kali và canxi.C. bạc và đồng.D. kali và đồng. Hướng dẫn giải Để xảy ra hiện tượng quang điện:  0  A hc 6,625.10 34.3.108 Năng lượng của bức xạ:  6,02.10 19 J 3,76 eV  0,33.10 6 Ta thấy: 2,26eV 2,89eV  4,14eV 4,78eV . Hiện tượng quang điện xảy ra ở canxi và kali. Đáp án B. Ví dụ 2. (THPT QG 2019): Giới hạn quang điện của các kim loại Cs, K, Ca, Zn lần lượt là 0,58m;0,55m;0,43m;0,35m . Một nguồn sáng phát ra ánh sáng đơn sắc với công suất 0,4W . Trong mỗi phút, nguồn này phát ra 5,5.1019 phôtôn. Lấy h 6,625.10 34 J.s; c 3.108 m / s . Khi chiếu ánh sáng từ nguồn này vào bề mặt các kim loại trên thì số kim loại mà hiện tượng quang điện xảy ra là A. 3.B. 1.C. 4.D. 2. Hướng dẫn giải N 5,5.1019 Số phôtôn ánh sáng phát ra trong mỗi giây là: n (phôtôn) 60 60 n.hc Công suất nguồn sáng là: P n.  5,5.1019 .6,625.10 34.3.108 n.hc  60 0,455.10 6 m 0,455 m P 0,4 Để xảy ra hiện tượng quang điện:  0 Trang 1
2. Ta thấy: 0,35m 0,43m  0,55m 0,58m Hiện tượng quang điện xảy ra ở 2 kim loại K và Cs. Đáp án D. Ví dụ 3. (THPT QG 2019): Năng lượng cần thiết để giải phóng một electron liên kết thành êlectron dẫn (năng lượng kích hoạt) của các chất PbS, Ge, Si, CaTe lần lượt là: 0,30 eV; 0,66 eV; 1,12 eV;1,51 eV. Lấy 1eV 1,6.10 19 J . Khi chiếu bức xạ đơn sắc mà mỗi phôtôn mang năng lượng bằng 9,94.10 20 J vào các chất trên thì số chất mà hiện tượng quang điện trong không xảy ra là A. 4.B. 2.C. 1.D. 3. Hướng dẫn giải Năng lượng của phôtôn là:  9,94.10 20 J 0,62125 eV Hiện tượng quang điện trong xảy ra khi:  A Ta thấy: 0,30eV  0,66eV 1,12eV 1,51eV Hiện tượng quang điện trong không xảy ra đối với 3 chất Ge, Si, CaTe Đáp án D. Trang 2