Câu 7.25 trang 51 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Chiếu một bức xạ có bước sóng vào catôt của tế bào quang điện.

Chiếu một bức xạ có bước sóng ({lambda _2} = 0,438mu m) vào catôt của tế bào quang điện.

a) Tính vận tốc ban đầu cực đại của các quang êlectron (nếu có) khi catôt là kẽm có công thoát êlectron (A = 56,{8.10^{ - 20}},J) và khi catôt là kali có giới hạn quang điện ({lambda _0} = 0,62mu m) (kết quả tính được lấy đến 3 chữ số có nghĩa).

b) Biết cường độ dòng quang điện bão hòa ({I_{bh}} = 3,2,mA) . Tính số êlectron ({N_e}) được giải phóng từ catôt trong 1 giây. Nếu cường độ chùm bức xạ tăng lên n lần thì ({N_e}) thây đổi thế nào ? Tại sao ?

Giải

a) Ta có: ({{hc} over lambda } approx 45,{4.10^{ - 20}}J)

Áp dụng công thức Anh-xtanh ta thấy:

- Khi catốt là kẽm thì ({{hc} over lambda } < A), hiện tượng quang điện không xảy ra.

- Khi catốt là kali, công thoát là (A = {{hc} over {{lambda _0}}} = 32,{0.10^{ - 20}}J < {{hc} over lambda })

Như vậy, có xảy ra hiện tượng quang điện. Ta có:

            ({{mv{{_0^2}_{max }}} over 2} = {{hc} over lambda } - {{hc} over {{lambda _0}}} Rightarrow {v_{0max }} approx 5,{41.10^5}m/s)

b) Số electron được giải phóng trong mỗi giây:

            ({N_e} = {{{I_{bh}}} over e} = {2.10^{16}}) electron/s

Nếu cường độ chùm bức xạ tăng lên n lần, thì ({N_e}) cũng tăng n lần (thành (n{N_e})) vì cường độ quang điện bão hòa tỉ lệ với cường độ chùm bức xạ.

Sachbaitap.com