Chuyên đề Xác định Công suất nguồn bức xạ và hiệu suất lượng tử môn Vật Lý 12 năm 2020

CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT NGUỒN BỨC XẠ VÀ HIỆU SUẤT LƯỢNG TỬ

- Công suất của nguồn sáng- hoặc công suất chiếu sáng:

\(\begin{array}{l} P = {n_\lambda }.\varepsilon = {n_\lambda }.hf = {n_\lambda }.\frac{{hc}}{\lambda }\\ \Rightarrow {n_\lambda } = \frac{{P.\lambda }}{{hc}} \end{array}\)

- Cường độ dòng quang điện bão hòa:

\(\begin{array}{l} {I_{bh}} = {n_e}.e = \frac{N}{t}.e\\ \Rightarrow {n_e} = \frac{{{I_{bh}}}}{e} \end{array}\)

- Hiệu suất lượng tử: 

\(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\lambda }}}.100\% = \frac{{I.hc}}{{e.P\lambda }}.100\% \)

Ví dụ 1: Một ngọn đèn phát ra ánh sáng đỏ với công suất P = 2W, bước sóng của ánh sáng λ = 0,7 μm. Xác định số phôtôn đèn phát ra trong 1s.

A. 7,04.10¹⁸ hạt         

B. 5,07.10²⁰ hạt         

C. 7.10¹⁹ hạt         

D. 7.10²¹ hạt

Giải

Ta có:

\(\begin{array}{l} P = {n_\lambda }.\frac{{hc}}{\lambda }\\ \Rightarrow {n_\lambda } = \frac{{P.\lambda }}{{hc}} = {7,04.10^{18}}\,\,\,hạt \end{array}\)

Ví dụ 2: Chiếu một bức xạ điện tử có bước sóng λ = 0,5μm vào bề mặt catôt của tế bào quang điện tạo thành dòng bão hòa I = 0,32A. Công suất bức xạ chiếu vào catôt là P = 1,5W. Biết h = 6,625.10^-34Js, c=3.10⁸ m/s và |e|=1,6.10^-19 C. Tìm hiệu suất lượng tử là bao nhiêu?

A. 46%                    B. 53%                    C. 84%                    D. 67%

Giải

Hiệu suất lượng tử năng lượng:

\(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_\lambda }}}.100\% = \frac{{I.hc}}{{e.P\lambda }}.100\% = 53,3\% \)

Câu 1: Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz. Công suất bức xạ điện từ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

A. 3,02.10¹⁹.    

B. 0,33.10¹⁹.

C. 3,02.10²⁰.    

D. 3,24.10¹⁹.

Câu 2: Một nguồn phát ra ánh sáng có bước sóng 662,5 nm với công suất phát sáng 1,5.10^-4 W. Lấy h = 6,625.10^-34 Js; c = 3.10⁸ m/s. Số phôtôn được nguồn phát ra trong một giây là

A. 5.10¹⁴.    

B. 6.10¹⁴.    

C. 4.10¹⁴.    

D. 3.10¹⁴.

Câu 3: Laze A phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,45 μm với công suất 0,8 W. Laze B phát ra chùm bức xạ có bước sóng 0,60 μm với công suất 0,6 W. Tỉ số giữa số phôtôn của laze B và số phôtôn của laze A phát ra trong mỗi giây là

A. 1                         B. 20/9                    C. 2                         D. 3/4

Câu 4: Giả sử một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có tần số 7,5.10¹⁴ Hz. Công suất phát xạ của nguồn là 10 W. Số phôtôn mà nguồn phát ra trong một giây xấp xỉ bằng

A. 0,33.10²⁰.    

B. 0,33.10¹⁹.

C. 2,01.10¹⁹.    

D. 2,01.10²⁰.

Câu 5: Một tế bào quang điện hoạt động cho dòng điện có giá trị bão hòa là 36mA. Hiệu suất quang điện là 4%. Bức xạ chiếu vào catôt của tế bào quang điện có bước sóng là λ. Số phôtôn đập vào catôt trong 1s là:

A. N_p = 486.10¹⁶    

B. N_p = 562,5.10¹⁶.

C. N_p = 486.10¹⁵    

D. N_p = 562,5.10¹⁵.

...

---(Nội dung đề và đáp án Bài tập trắc nghiệm tiếp theo, các em vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)--- 

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Xác định Công suất nguồn bức xạ, hiệu suất lượng tử môn Lý 12 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống hoc247.net chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!

Chúc các em học tập thật tốt!