Cách giải bài toán về điều kiện để xảy ra hiện tượng quang điện
DẠNG 2: BÀI TOÁN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỂ XẢY RA HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN.
TỔNG QUÁT
Để xảy ra hiện tượng quang điện thì $\lambda \le {{\lambda }_{o}}\Leftrightarrow \varepsilon \ge A$; với $\left\{ \begin{array}{} \varepsilon =hf=\frac{hc}{\lambda } \\ {} {{\lambda }_{o}}=\frac{hc}{A} \\ \end{array} \right.$.
VÍ DỤ MINH HỌA
|
Ví dụ 5: [Trích đề thi THPT QG 2011]. Công thoát êlectron của một kim loại là A=1,88 eV. Cho $h=6,{{625.10}^{-34}}J\text{s};c={{3.10}^{8}}$ m/s và $e=1,{{6.10}^{-19}}$ C. Giới hạn quang điện của kim loại này có giá trị là A. 550 nm. B. 220 nm. C. 1057 nm. D. 661 nm. |
Lời giải
Công thoát: $A=1,88\text{e}V=1,88.1,{{6.10}^{-19}}$ J.
Bước sóng giới hạn ${{\lambda }_{o}}=\frac{hc}{A}=\frac{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{1,88.1,{{6.10}^{-19}}}=6,{{61.10}^{-7}}m=\text{ }661nm$. Chọn D.
|
Ví dụ 6: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,278 $\mu m$. Cho biết các hằng số $h=6,{{625.10}^{-34}}J\text{s};c={{3.10}^{8}}$ m/s và $e=1,{{6.10}^{-19}}$ C. Công thoát electron của kim loại này có giá trị là A. 4,47 eV. B. 3,54 eV. C. 2,73 eV. D. 3,09 eV. |
Lời giải
Công thoát electron của kim loại này là
$A=\frac{hc}{\lambda }=\frac{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{0,{{278.10}^{-6}}}=7,{{152.10}^{-19}}J=\frac{7,{{152.10}^{-19}}}{1,{{6.10}^{-19}}}=4,47$ eV. Chọn A.
|
Ví dụ 7: [Trích đề thi THPT QG 2012]. Biết A của Ca; K; Ag; Cu lần lượt là 2,89 eV; 2,26 eV; 4,78 eV; và 4,14 eV. Chiếu ánh sáng có bước sóng 0,33 $\mu m$ vào bề mặt các kim loại trên. Hiện tượng quang điện không xảy ra với các kim loại nào sau đây ? A. Ag và Cu. B. K và Cu. C. Ca và Ag. D. K và Ca. |
Lời giải
Năng lượng ánh sáng kích thích:
$\varepsilon =\frac{hc}{\lambda }=\frac{6,{{625.10}^{-34}}{{.3.10}^{8}}}{0,{{33.10}^{-6}}}=6,{{02.10}^{-19}}J=\frac{6,{{02.10}^{-19}}}{1,{{6.10}^{-19}}}=3,76$ eV.
Điều kiện để xảy ra HTQĐ là bước sóng ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện : $\lambda \le {{\lambda }_{o}}\Leftrightarrow \varepsilon \ge A$
Bước sóng $\lambda $ chỉ gây ra HTQĐ cho các kim loại có công thoát nhỏ hơn $\varepsilon \Rightarrow $Ca, K gây ra HTQD; Ag, Cu không gây ra HTQĐ. Chọn A.
VẬT LÝ LỚP 12