Công Thức Tính Giới Hạn Quang Điện
Hiện tượng quang năng lượng điện ngoài gồm rất có rất nhiều dạng bài bác tập xung quang phương pháp anhxtanh.như tính bước sóng, cường độ cái quang năng lượng điện bão hòa. động năng lúc đầu cực đại của các em quang quẻ điện, hiệu điện vắt hãm ...
Bạn đang xem: Công thức tính giới hạn quang điện
LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP HIỆN TƯỢNG quang ĐIỆN NGOÀI
I.TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Hiện tượng quang điện(ngoài) - Thuyết lượng tử ánh sáng.
a. hiện tượng lạ quang điện
hiện tượng ánh sáng làm cho bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng kỳ lạ quang điện ngoại trừ (gọi tắt là hiện tượng lạ quang điện).
b. Những định luật quang quẻ điện
+ Định công cụ quang điện trước tiên (định nguyên tắc về số lượng giới hạn quang điện):
Đối với mỗi sắt kẽm kim loại ánh sáng sủa kích ham mê phải gồm bước sóng λ ngắn hơn tuyệt bằng số lượng giới hạn quang điệnl0 của sắt kẽm kim loại đó, mới gây nên được hiện tượng lạ quang điện: λ ≤ λ0.
+ Định nguyên tắc quang năng lượng điện thứ hai (định pháp luật về cường độ dòng quang năng lượng điện bảo hòa):
Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có λ ≤ λ0), cường độ mẫu quang
điện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm tia nắng kích thích.
+ Định khí cụ quang năng lượng điện thứ bố
(định biện pháp về đụng năng cực đại của quang quẻ electron):
Động năng ban đầu cực đại của quang electron ko phụ thuộc
vào độ mạnh của chùm sáng sủa kích thích, cơ mà chỉ phụ thuộc vào vào bước
sóng ánh nắng kích say đắm và thực chất kim loại.
c. Thuyết lượng tử ánh sáng
+ Chùm tia nắng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Từng phôtôn có năng lượng xác minh (năng lượng của 1 phô tôn ɛ = hf (J). Nếu như trong chân ko thì (varepsilon =h.f=frach.clambda )
f là tần số của sóng ánh sáng đối kháng sắc tương ứng.
h=6,625.10-34 J.s : hằng số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng trong chân không.
+ độ mạnh chùm sáng sủa tỉ lệ cùng với số phôtôn phát ra trong một giây.
+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúng phát xạ hay kêt nạp phôtôn.
+ các phôtôn bay dọc theo tia sáng sủa với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không.
+ năng lượng của từng phôtôn vô cùng nhỏ. Một chùm sáng mặc dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do không ít nguyên tử, phân tử phân phát ra. Bởi vì vậy ta nhận thấy chùm sáng sủa liên tục.
+Phôtôn chỉ mãi mãi trong trạng thái gửi động. Không có phôtôn đứng yên.
d. Phân tích và lý giải các định cách thức quang điện
+ cách làm Anhxtanh về hiện tượng lạ quang điện: hf = (frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2).
+ Giải thích hợp định luật pháp thứ nhất: Để có hiện tượng lạ quang điện thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn hoặc bằng công thoát:(hf=frachclambda geq A=frachclambda _0Rightarrow lambda geq lambda _0)
-với λ0 là giới hạn quang năng lượng điện của kim loại: λ0 = (frachcA)
-Công bay của e thoát ra khỏi kim một số loại : (A=frachclambda _0)
-Tần số sóng ánh sáng số lượng giới hạn quang điện : (f_0=frachclambda _0)
với : V0 là vận tốc ban sơ cực đại của quang e (Đơn vị của V0 là m/s)
λ0 là số lượng giới hạn quang điện của sắt kẽm kim loại làm catot (Đơn vị của λ0 là m; μm; nm;pm)
m (hay me ) = 9,1.10-31 kilogam là khối lượng của e; e = 1,6.10-19 C là năng lượng điện nguyên tố ; 1eV=1,6.10-19J.
+Bảng giá chỉ trị giới hạn quang điện
e. Lưỡng tính sóng - phân tử của ánh sáng
+Ánh sáng sủa vừa có tính chất sóng, vừa có đặc thù hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
+Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường bộc lộ rỏ một trong những hai đặc điểm trên. Khi đặc điểm sóng biểu lộ rỏ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, cùng ngược lại.
+Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn có tích điện càng phệ thì đặc điểm hạt thể hiện càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở kĩ năng đâm xuyên, kĩ năng phát quang…,còn đặc thù sóng càng mờ nhạt.
+Trái lại sóng năng lượng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng cùng với nó có tích điện càng nhỏ, thì đặc thù sóng lại trình bày rỏ hơn hoàn toàn như ở hiện tượng lạ giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, còn đặc điểm hạt thì mờ nhạt.
Xem thêm: Giải Bài 46 Trang 20 Sgk Toán 8 Tập 1 Trang 20, Bài 46 Trang 21 Sgk Toán 8 Tập 1
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. Những công thức:
+Năng lượng của phôtôn ánh sáng: e = hf . Trong chân không: ɛ = (frachclambda ) .
+Công thức Anhxtanh: hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2) = (frachclambda _0+W_dmax)
+Giới hạn quang năng lượng điện : λ0 = (frachcA)
+ Công bay của e thoát ra khỏi kim các loại :(A=frachclambda _0)
v0Max là vận tốc ban đầu của electron quang điện khi thoát khỏi catốt
f, λ là tần số, bước sóng của ánh nắng kích thích
+ Để mẫu quang điện triệt tiêu thì UAK ≤ Uh (Uh h hotline là hiệu điện cụ hãm
Lưu ý: Trong một số trong những bài toán tín đồ ta đem Uh > 0 thì sẽ là độ lớn.
+ Xét vật cô lập về điện, tất cả điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà lại electron vận động trong điện trường cản gồm cường độ E được tính theo công thức: (left | e ight |V_max=frac12mv_0max^2=left | e ight |Ed_max)
+ với U là hiệu điện nắm giữa anot với catot, vA là vận tốc cực đại của electron lúc đập vào anốt, vk = v0Max là vận tốc ban đầu cực đại của electron lúc rời catốt thì: (left | e ight |U=frac12mv_A^2-frac12mv_K^2)
+Số phân tử photôn đập vào: (N_lambda =fracptvarepsilon =fracptlambda hc)
+Công suất của mối cung cấp sáng: (P=n_lambda varepsilon)
(n_lambda ) là số photon vạc ra trong những giây. (varepsilon) là lượng tử ánh sáng.
+Cường độ dòng quang điện bão hòa: (I_bh=n_varepsilon e) (Giả sử n= ne , với n là số electron cho được Anốt)
(n_e) là số quang đãng electron bức thoát khỏi catot từng giây = n số electron tới anot từng giây
e là điện tích nguyên tố.
+Hiệu điện cố hãm: (left | eU_h ight |=frac12m_varepsilon v_0^2)
+Hiệu suất lượng tử: (H=fracn_varepsilon n_lambda ) tuyệt : (H=fracI_bhhc e ight )
(n_e) là số electron bức thoát ra khỏi catot kim loại mỗi giây. (n_lambda ) là số photon đập vào catot trong mỗi giây.
2. Các HẰNG SỐ đồ Lý với ĐỔI ĐƠN VỊ đồ dùng Lý :
+Hằng số Plank: h = 6,625.10-34 J.s
+Vận tốc tia nắng trong chân không: c = 3.108 m/s
+Điện tích yếu tố : |e| = 1,6.10-19 C; hay e = 1,6.10-19 C
+Khối lượng của e : m (hay me ) = 9,1.10-31 kg
+Đổi đối kháng vị: 1eV=1,6.10-19J. 1MeV=1,6.10-13J.
+Các hằng số được cài đặt sẵn trong sản phẩm tinh di động cầm tay Fx570MS; Fx570ES; 570ES Plus bằng các lệnh:
* -Ví dụ1: Máy 570ES:
3. Những dạng bài tập: cho một eV = 1,6.10-19 J ; h = 6,625.10-34 Js ; c = 3.108 m/s; me = 9,1.10-31 kg.
Dạng 1: Tính số lượng giới hạn quang điện, công thoát và vận tốc cực đại lúc đầu của e quang điện khi bật thoát ra khỏi Katot.
a.PPG: -Giới hạn quang quẻ điện: λ0 = (frachcA) ;
Công bay (A=frachclambda _0) ; A: J hoặc eV; 1eV =1,6.10-19 J
-Phương trình Anhxtanh:hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2)
-Động năng rất đại:
(W_dmax=hc(frac1lambda -frac1lambda _0)Leftrightarrow frachclambda =frachclambda _0+frac12mv_0^2Rightarrow v_0=sqrtfrac2hcm_e(frac1lambda -frac1lambda _0))
-Các hằng số : h = 6,625.10-34 Js ; c = 3.108 m/s; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31 kg.
Ví dụ 1: giới hạn quang năng lượng điện của kẽm là λo = 0,35μm. Tính công thoát của êlectron khỏi kẽm?
HD giải: Từ công thức: (lambda _0=frachcARightarrow A=frachclambda _0=frac6,625.10^-34.3.10^80,35.10^-6) =5,67857.10-19 J =3,549eV
Bấm lắp thêm tính: phân số SHIFT 7 06 h X SHIFT 7 28 Co ↓ 0,35 X10x -6 = 5.6755584x10-19J
Đổi quý phái eV: phân chia tiếp đến e: Bấm phân chia SHIFT 7 23 =
Hiển thị: 3,5424 eV
Nhận xét: Hai tác dụng trên khác biệt là do làm việc cách nhập các hắng số !!!
Dạng 2: contact giữa rượu cồn năng ban đầu( vận tốc ban đầu)và hiệu điện thế hãm giữa 2 cực của A cùng K để triệt tiêu mẫu quang điện.
PPG. -PT Anhxtanh: hf =(frachclambda ) = A + (frac12mv_0max^2)
- Định lý cồn năng: (left | eU_h ight |=W_dmaxRightarrow left | U_h ight |=frachce(frac1lambda -frac1lambda _0))
Ví dụ 1:Ta chiếu tia nắng có cách sóng0,42μm vào K của một tbqđ. Công bay của KL làm cho K là 2eV. Để triệt tiêu mẫu quang điện thì phải gia hạn một hiệu điện cố hãmUAK bởi bao nhiêu?
HD Giải: (left | U_h ight |=frachce(frac1lambda -frac1lambda _0)) Tính được Uh= - 0,95V
Dạng 3: cho UAK> 0 hãy tính tốc độ của e lúc đập vào Anot.
PPG: call v là gia tốc của e khi đập vào Anot. Áp dụng định lí cồn năng:
(frac12mv^2-frac12mv_0^2=eU_AKRightarrow frac12mv^2=frac12mv_0^2+eU_AK)
(Rightarrow frac12mv^2=+varepsilon -A+eU_AK)(frac12mv^2=hc(frac1lambda -frac1lambda _0)+eU_AKRightarrow v...)
Dạng 4: Cho công suất của nguồn bức xạ. Tính số Phôton đập vào Katot sau thời hạn t
PPG: Năng lượng của chùm photon rọi vào Katot sau khoảng thời hạn t: W = P.t
-Số photon đập vào Katot: (n_lambda =fracWvarepsilon =fracP.lambda thc)
-Cường độ mẫu điện bão hoà : Ibh = ne.e .(ne là số electron quang điện từ catot mang lại anot trong 1 giây).
-Hiệu suất quang điện : H = (fracn_en_lambda )
Ví dụ 1: Một ngọn đèn phạt ra ánh sáng 1-1 sắc có λ=0,6μm đã phát ra bao nhiêu photon vào 10s nếu năng suất đèn là p. = 10W.
Giải:
Dạng 5: cho cường độ chiếc quang điện bão hoà. Tính số e quang năng lượng điện bật thoát ra khỏi Katot sau khoảng thời hạn t.
PPG: Điện lượng đưa từ K → A : q= Ibh.t = ne.e => (n_e=fracqe=fracI_bhte)
hotline ne là số e quang quẻ điện nhảy ra nghỉ ngơi Kaot ( ne ≤ nl);
hotline n là số e quang mang đến được Anốt ( n ≤ ne , khi I= Ibh. Thì n = ne )
Lưu ý: giả dụ đề không cho rõ % e quang điện nhảy ra về được Anot thì dịp đó ta rất có thể cho n= ne = (n_lambda )
Ví dụ 1: mang lại cường độ loại quang năng lượng điện bão bào là 0,32mA. Tính số e bóc ra ngoài Katot của tế bào quang điện trong thời gian 20s biết chỉ 80% số e bóc ra về được Anot.
HD Giải:
Dạng 6: Tính công suất lượng tử của tế bào quang đãng điện.
PPG: Hiệu suất lượng tử của tế bào quang năng lượng điện là đại lượng được tính bằng tỉ số thân số e quang điện bật thoát ra khỏi Katot cùng với số photon đập vào Katot.
H =(fracn_en_lambda Rightarrow H=fracfracI_bh.tefracPlambda thc=fracI_bh.hce.P.lambda ) .
Ví dụ 1: lúc chiếu 1 bức xạ điện từ gồm bước sóng 0,5 micromet vào bề mặt của tế bào quang điện tạo nên dòng năng lượng điện bão hòa là 0,32A. Năng suất bức xạ đập vào Katot là P=1,5W. Tính công suất của tế bào quang đãng điện.
Dạng 7: Ứng dụng của hiện tượng quang điện nhằm tính các hằng số h, e, A.
Áp dụng những công thức:
- tích điện của phôtôn : ε = hf = h(fracclambda ).
- Phương trình Anh-xtanh : ε = (A+fracmv_omax^22).
Xem thêm: Soạn Ngữ Văn 8 Bố Cục Của Văn Bản, Soạn Bài Bố Cục Của Văn Bản Lớp 8
- Hiệu điện nắm hãm : (eleft | U_AK ight |=eU_h=frac12mv_omax^2) .
Dạng 8: Chiếu tia nắng kích thích tất cả bước sóng phù hợp vào mặt phẳng tấm KL (hay trái cầu) được cô lập về điện. Tính hiệu năng lượng điện thế cực lớn mà tấm KL đạt được.
PPG: Khi chiếu tia nắng kích đam mê vào mặt phẳng KL thì e quang năng lượng điện bị bật ra, tấm KL mất năng lượng điện tử (-) cần tích năng lượng điện (+) và bao gồm điện ráng là V. Điện trường vị điện vắt V gây ra sinh ra 1 công cản AC = e.V ngăn cản sự bứt ra của những e tiếp theo. Nhưng ban sơ AC
Ta có:
Tải về
Luyện bài xích tập trắc nghiệm môn thiết bị lý lớp 12 - coi ngay
