Câu 7.28 trang 52 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Khi chiếu bức xạ có bước sóng vào catôt của tế bào quang điện thì các quang electron đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm V. Khi chiếu bức xạ thì hiệu điện thế hãm là V.

Khi chiếu bức xạ có bước sóng ({lambda _1} = 0,236,mu m) vào catôt của tế bào quang điện thì các quang electron đều bị giữ lại bởi hiệu điện thế hãm ({U_1} = 2,749,) V. Khi chiếu bức xạ ({lambda _2} = 0,138,mu m) thì hiệu điện thế hãm là ({U_2} = 6,487,)V.

a) Xác định hằng số Plăng ( chính xác tới 4 chứ số) và bước sóng giới hạn của kim loại làm catôt.

b) Khi chiếu bức xạ ({lambda _3} = 0,410,mu m) tới catôt với công suất 3,03 W thì cường độ dòng điện bão hòa ({I_0} = 2,,mA) . Tính số phôtôn đập vào và số electron bật ra khổi catôt trong 1 giây và hiệu suất lượng tử H.

Giải

a) Áp dụng công thức Anh-xtanh lần lượt cho hai bức xạ ({lambda _1},{lambda _2}), ta được:

             (eqalign{  & {{hc} over {{lambda _1}}} = {{mv{{_0^2}_{max }}} over 2} + A = e{U_1} + A  cr  & {{hc} over {{lambda _2}}} = {{mv{{_0^2}_{max }}} over 2} + A = e{U_2} + A cr} )

Từ đó: ({{hc} over {{lambda _2}}} - {{hc} over {{lambda _1}}} = eleft( {{U_2} - {U_1}} ight) )

(Rightarrow h = {{eleft( {{U_2} - {U_1}} ight){lambda _2}{lambda _2}} over {cleft( {{lambda _2} - {lambda _2}} ight)}} approx 6,{625.10^{ - 34}}Js)

Suy ra: (A = {{hc} over lambda } - e{U_1} approx 4,{02.10^{ - 19}}J;,{lambda _0} = {{hc} over A} approx 0,494mu m)

b) Ta thấy ({lambda _3} < {lambda _0},) vậy có hiện tượng quang điện

Số phôtôn đập vào catôt mỗi giây:

            ({N_p} = {P over varepsilon } = {P over {{{hc} over lambda }}} = {{Plambda } over {hc}} approx 6,{25.10^{18}}) phôtôn

Số hạt electron bật ra khỏi catôt: ({N_e} = {I over e} approx 1,{25.10^{16}}) electron

Hiệu suất lượng tử: (H = {{{N_e}} over {{N_p}}} = 0,2\% )

Sachbaitap.com