Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện λ0 Áp dụng hệ quả 2 ta có Hệ quả 4... Công thoát của kim loại dùng làm catôt có giá trị là A.[r]
(1)HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12] ThS Hoàng Hữu Tùng GV Trường THPT Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh I Đặt vấn đề Từ năm học 2008-2009, học sinh(HS) lớp 12 THPT trên nước học chương trình và SGK Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi tuyển sinh môn Vật lí (VL) từ phương pháp tự luận sang phương pháp thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) Với lượng kiến thức toàn chương trình SGK VL 12 hành thời gian 60 phút cho 40 câu đề thi tốt nghiệp THPT; tốt nghiệp bổ túc THPT; 90 phút cho 50 câu đề thi Đại học; Cao đẳng Việc ôn tập và thi phương pháp TNKQ đòi hỏi HS nắm bắt kiến thức tổng quát Điều đó HS phải có suy lí lôgic; phép toán dựa trên sở các định luật và các phương pháp VL để đưa phương án trả lời nhanh và chính xác Với yêu cầu trên, tôi xin đưa “Thủ thuật giải nhanh BTTNVL chương “Lượng tử ánh sáng ” lớp 12 THPT II Cơ sở lí luận - Dựa vào các định luật quang điện - Dựa vào các số đã biết h 6, 625.10 34 J s ; e=1,6 10 −19 C ; m=9,1 10 −31 kg ; c=3 108 m/s eV 1, 6.10 19 ( J ) , 1m 106 m - Dựa vào các đơn vị quen thuộc dạng bài tập các đề thi - Dùng phương pháp toán học để xây dựng số - Dùng các phép biến đổi tương tự và hoán vị chúng III Giải vấn đề Xây dựng “Hằng số mới” dựa vào các số đã biết, từ đó xây dựng số thủ thuật (hệ quả) giải nhanh bài tập trắc nghiệm Tìm giới hạn quang điện λ0 ( μm) biết công thoát A ( J ) Tìm giới hạn quang điện λ0 a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho công thoát A ( μm ) hc 6, 625.10 34.3.108 1,9875.10 25 0 ( m) A A A + Các đáp án thường cho đơn vị là m m m + Đổi đơn vị sang 1,9875.10 25.106 1,9875.10 19 0 ( m) A A Đặt α là số (Hằng số thứ nhất) 1,9875.10 19 Hệ λ0 = (I) α ( μm ) A 19 Ví dụ 1: Công thoát êlectron Vônfram là A 7,1.10 J Giới hạn quang điện Vônfram có giá trị là A 0,500 m B , 420 μm C , 375 μm D , 280 μm (2) Hướng dẫn: Áp dụng hệ α , 9875 10− 19 λ0 = = =0 ,280 ( μm ) Đáp án D A 7,1 10− 19 b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho công thoát A eV A J + Đổi đơn vị công thoát sang + Từ hệ hệ 1ta có: 1,9875.10 19 1, 242 0 ( m) A A.1, 6.10 19 A Đặt là số (Hằng số thứ hai) 0 Tìm giới hạn quang điện λ0 ( μm ) (II) 1, 242 Hệ A eV m A Chú ý: Mối liên hệ α β= và β α α = − 19 e 1,6 10 Ví dụ 2: Công thoát Natri là A 2, 4843 eV Giới hạn quang điện Natri có giá trị là A 0,5 μm B 0,6 μm C μm D μm Hướng dẫn: Áp dụng hệ β , 242 λ0 = = ≈ 0,5 ( μm ) Đáp án A A , 4843 Tìm công thoát A biết giới hạn quang điện λ0 ( μm ) Hoán vị giả thiết và kết luận bài tập ta có các hệ sau: a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện λ0 ( μm ) Tìm công thoát (J ) Từ hệ ta có: α Hệ A= λ ( J ) A Ví dụ 3: Giới hạn quang điện Xêdi là λ0 =0 , 66 μm Công thoát Xêdi dùng làm catôt là A 30 ,114 10−19 J B , 0114 10−19 J C , 0114 10−20 J D 301 ,14 10− 19 J Hướng dẫn: Áp dụng hệ 1,9875 10 19 A 3, 0114.10 19 ( J ) 0 0, 66 Đáp án B b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện λ0 Áp dụng hệ ta có Hệ A= β ( eV ) λ0 ( μm ) Tìm công thoát A eV (3) Ví dụ 4: Giới hạn quang điện kim loại là λ0 =0 , 30 μm Công thoát kim loại dùng làm catôt có giá trị là A ,16 eV B ,21 eV C ,14 eV D , 62eV Hướng dẫn: Áp dụng hệ 1, 242 A 4,14eV 0 0,3 Đáp án C Tìm bước sóng ánh sáng kích thích λ ( μm ) biết lượng tử lượng lượng ε Sử dụng các hệ trên và các phép toán tương tự a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho lượng tử lượng ε ( J ) Tìm bước sóng ánh sáng m đơn sắc chiếu vào Catốt Hệ α λ= ( μm ) ε Ví dụ 5: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử lượng ε =3 , 975 10− 19 J Bước sóng sáng đơn sắc có giá trị là A 0,5 mm B 0,5 μm C 0,5 nm D 0,5 pm Hướng dẫn: Áp dụng hệ α 1, 9875 10−19 λ= = =0,5 ( μm ) , Đáp án B ε ,975 10−19 eV Tìm bước sóng ánh sáng b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho lượng tử lượng ε m đơn sắc chiếu vào Catốt β λ= ( μm ) Hệ ε Ví dụ 6: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử lượng ε =2,1 eV Bước sóng sáng đơn sắc có giá trị là A , 621 μm B , 540 μm C , 564 μm D , 591 μm Hướng dẫn: Áp dụng hệ β 1, 242 λ= = =0 , 591 ( μm ) Đáp án D ε 2,1 Tìm lượng tử lượng biết bước sóng ánh sáng kích thích λ ( μm ) Hoán vị giả thiết và kết luận bài tập ta có các hệ sau: a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc Tìm lượng tử lượng ε (J ) (J ) Tìm lượng tử lượng ε Hệ α ε= ( J ) λ Ví dụ 7: Một xạ điện từ có bước sóng λ=0,2 μm Năng lượng photon có độ lớn A 99 , 375 10− 20 J B 99 , 375 10− 19 J C 99 , 375 10− 21 J D 99 , 9375 10− 22 J Hướng dẫn: Áp dụng hệ −19 α ,9875 10 ε= = λ 0,2 ε =9 , 9375 10− 19=99 , 375 10− 20 ( J ) Đáp án A (4) b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc Tìm lượng tử lượng ε ( eV ) Hệ β ε = ( eV ) λ Ví dụ 8: Năng lượng phôton ứng với ánh sáng có bước sóng , 41 μm là A 2,1 eV B eV C 30 ,3 eV , 03 eV Hướng dẫn: Áp dụng hệ β ,242 ε= = ≈ , 03 eV Đáp án D λ , 41 Tìm động ban đầu cực đại quang êlectron biết λ , λ0 Áp dụng công thức Anhxtanh A W0( đ max) Ta có 1 hc hc Wđ max A hc 0 0 W0đ max D 6, 625.10 34.3.108 0 10 0 W0 đ (max) 1,9875.10 19 (J ) 0 Hệ W0( đ max) (J ) 0 Ví dụ 9: Catốt tế bào quang điện làm xêdi có giới hạn quang điện là 0,66m Chiếu vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33m Động ban đầu cực đại quang electron là A , 01 10−19 J B ,01 10−19 J C ,15 10−19 J D −19 ,51 10 J Hướng dẫn: Áp dụng hệ 19 0 W0 đ (max) 1,9875 10 (J ) 0 0 (5)