Bài 146

Question

Catốt của một tế bào quang điện làm bằng xêđi có công thoái electron A = 1,89 eV. Chiếu vào catốt một chùm sáng đơn sắc màu vàng có bước sóng $\lambda = 0,589 \mu m$ và có công suất $P =0,625W$.
a/ Tìm giới hạn quang điện đối với catốt đó.
b/ Tìm vận tốc cực đại của electron thoát khỏi catốt. Muốn tăng vận tốc cực đại này lên thì phải làm thế nào: tăng công suất của chùm sáng màu vàng hay thay bằng ánh sáng màu khác.
c/ Tìm hiệu điện thế hãm phải đặt vào giữa anốt và catốt để làm triệt tiêu dòng quang điện.
d/ Tìm số phôtôn đập vào mặt catốt trong một phút.
e/ Tìm cường độ dòng quang điện bão hòa, biết hiệu suất lượng tử H = 90%.

Chu Đức Anh · Answer 1 · 6/29/2012 5:44:52 PM

a/ Ta có: $\lambda_{0} = \frac{hc}{A}$ với $A = 1,89 eV = 1,89 .1,6.10^{-19}J$.
Suy ra : $\lambda_{0} = 6,57.10^{-7} m = 0,657 \mu m$.

b/ Áp dụng công thức Anhxtanh: $\frac{hc}{\lambda} = A + \frac{mv^2_{max}}{2}$.
Suy ra: $v_{max} = \sqrt{\frac{2}{m} (\frac{hc}{\lambda} - A)} = 2,77.10^5 m/s$.

Theo công thức Anhxtanh ta thấy muốn tăng vận tốc cực đại của êlectron thoát khỏi catốt phải thay ánh sáng bằng màu vàng bằng ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn, từ lục đến tím chẳng hạn.
c/ Muốn làm triệt tiêu dòng quang điện phải đặt vào giữa anốt và catốt (catốt nối với cực dương của nguồn) một hiệu điện thế có độ lớn $U_{h}$ mà: $eU_{h} = \frac{mv^2_{max}}{2}$, hay $eU_{h} = \frac{hc}{\lambda} - A$, từ đó: $U_{h} = \frac{1}{e} (\frac{hc}{\lambda} - A) \approx 0,21 $V.

d/ Năng lượng của chùm sáng chiếu vào catốt trong một phút :
$A = Pt = 0,625.60 = 37,5 J$.
Số phôtôn đập vào mặt catốt trong một phút $N = \frac{A}{\epsilon} = \frac{A\lambda }{hc} = 1,178.10^{20}$.
e/ Số êlectron bứt ra khỏi mặt catốt trong một phút:
$H = \frac{n}{N} \Rightarrow n = HN = 0,9.1,178.10^{20} \approx 1,06.10^{20}$.

Lượng điện tích âm chạy từ catốt sang anốt mỗi phút q = ne.
Cường độ dòng quang điện bão hòa: $I_{bh} = \frac{q}{t} = \frac{ne}{t} = 0,2826A$.

Bài 146

1 Đáp án

Lý thuyết liên quan

Bài 146

1 Đáp án

Liên quan

Lý thuyết liên quan