Năng lượng của sóng điện từ phụ thuộc như thế nào vào bước sóng?
Vận dụng kiến thức về hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon
Năng lượng của sóng điện từ phụ thuộc vào bước sóng theo công thức: \(E = \frac{{hc}}{\lambda }\)
Sóng điện từ có bước sóng ngắn và tần số cao có năng lượng cao hơn sóng điện từ có bước sóng dài và tần số thấp.
Các bài tập cùng chuyên đề
Vẽ được đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa cường độ dòng điện I và hiệu điện thế UAK giữa anode và cathode của tế bào quang điện.
- Tế bào quang điện chân không, cathode phủ chất nhạy quang Sb-Ce, có hộp bảo vệ (1).
- Hộp gồm ba LED đỏ, lục, lam, công suất mỗi LED 3W và điều chỉnh được cường độ sáng (2).
Hộp chân đế có tích hợp:
- Núm chọn LED (3)
- Núm điều chỉnh cường độ sáng của LED (4)
- Đồng hồ đo cường độ dòng quang điện I (μA) (5)
- Chuyển mạch đo thuận hoặc nghịch (6)
- Điều chỉnh hiệu điện thế UAK (7)
- Đồng hồ đo hiệu điện thế UAK (V) (8)
Phương án thí nghiệm
- Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho
- Thiết kế phương án thí nghiệm khảo sát dòng quang điện bằng dụng cụ này.
Tiến hành
Lắp đặt các dụng cụ như Hình 1.5.
a) Tiến hành thí nghiệm với các ánh sáng đơn sắc khác nhau
Bật công tắc nguồn phía sau hộp chân đế.
• Chọn LED màu lam.
• Điều chỉnh (7) để thay đổi UAK
• Đọc và ghi số chỉ của vôn kế và ampe kế vào vở theo mẫu ở Bảng 1.1.
• Thực hiện lại các bước thí nghiệm trên với LED màu lục và LED màu đỏ.
b) Tiến hành thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa cường độ dòng quang điện và hiệu điện thế UAK
Chọn LED màu lam.
* Với UAK > 0
• Điều chỉnh (7) để thay đổi UAK
• Đọc và ghi số chỉ của vôn kế và ampe kế vào vở theo mẫu Bảng 1.2. (Đo ít nhất 10 giá trị khác nhau của UAK và I; có thể chọn giá trị UAK ở mỗi lần đo cách nhau 2 V hoặc 4 V).
* Với UAK < 0
• Làm tương tự các bước thí nghiệm trên (Đo ít nhất 8 giá trị; có thể chọn giá trị UAK ở mỗi lần đo cách nhau khoảng 0,1 V).
Kết quả
Vẽ đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa cường độ dòng điện I và hiệu điện thế UAK
Sử dụng biểu thức (7.3) để giải thích vì sao các tia X và tia gamma có khả năng đâm xuyên lớn qua một số vật liệu.
Một bút laser có công suất 5,00 mW phát sáng đơn sắc có bước sóng 650 nm. Tính số photon phát ra bởi bút laser này trong thời gian 1 phút.
Biết rằng phải chiếu vào cathode bằng sodium (Na) bức xạ điện từ có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng 504 nm thì hiệu ứng quang điện mới xảy ra. Khi hiệu điện thế giữa anode và cathode nhỏ hơn hoặc bằng -2,46 V thì dòng quang điện tắt.
a) Tính công thoát của sodium (theo đơn vị J và eV).
b) Tính động năng ban đầu cực đại (theo đơn vị eV) và vận tốc ban đầu cực đại của quang electron. Cho biết khối lượng của electron là 9,10.10-31 kg.
Một ứng dụng của laser trong y học là dùng một chùm tia laser để điều chỉnh độ cong của giác mạc, từ đó điều trị các bệnh lí liên quan tới tật khúc xạ. Biết thời gian của mỗi xung laser bằng 20 ms và công suất trung bình của mỗi xung là 0,60 W. Trong mỗi xung, có 4,0.1016 photon đập vào võng mạc. Tính bước sóng của chùm tia laser này.
