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

Chiếu một bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = 0,438\mu m\) 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 \({\lambda _0} = 0,62\mu m\) (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:

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

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