Giải Bài 32.11, 32.12, 32.13, 32.14, 32.15 trang 92,93 SBT Lý 12: Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian ?
Bài 32 Hiện tượng quang – phát quang SBT Lý lớp 12. Giải bài 32.11 – 32.15 trang 92,93 Sách bài tập Vật Lí 12. Hỏi người quan sát sẽ nhìn thấy bình đựng chất phát quang và tờ giấy có màu gì trong bốn cách bố trí A, B, C và D…; Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian ?
Bài 32.11: Trong Hình 32.1 :
– H biểu diễn một hồ quang.
– 7 là kính lọc sắc tím, cho các ánh sáng có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng lục đi qua.
– V là kính lọc sắc vàng, cho các ánh sáng có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng lục đi qua.
Nếu phối hợp cả hai kính thì tất cả ánh sáng nhìn thấy được sẽ khônsl thể đi qua
– F là một bình đựng dung dịch fluorexêin. Chất này có thể phát quansl màu vàng lục.
– G là một tờ giấy trắng.
– M là mắt người quan sát, nhìn vào bình F và tờ giấy.
Hỏi người quan sát sẽ nhìn thấy bình đựng chất phát quang và tờ giấy có màu gì trong bốn cách bố trí A, B, C và D ?
A: F và G màu đen
B: F vàng lục, G đen
C: F đen , G vàng
D: F đen, G tím
Bài 32.12: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 \(\mu\)m vào một chất thì thấy chất đó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,50 \(\mu\)m. Cho rằng công suất của chùraị sáng phát quang chỉ bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích. Hãy tính xem một phôtôn ánh sáng phát quang ứng với bao nhiêu phôtôn ánh sáng kích thích.
Gọi W0 là công suất,\({\varepsilon _0}\) là năng lượng của phôtôn và \(\lambda_0\) là bước sóng
của chùm sáng kích thích. Số phôtôn ánh sáng kích thích đi đến chất phát quang trong một giây là :
\({n_0} = {{{{\rm{W}}_0}} \over {{\varepsilon _0}}} = {{{{\rm{W}}_0}{\lambda _0}} \over {hc}}\)
Gọi W là công suất, \({\varepsilon }\)là năng lượng của phôtôn và X là bước sóng của chùm sáng phát quang. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong một giây là :
\({n} = {{{{\rm{W}}}} \over {{\varepsilon }}} = {{{{\rm{W}}}{\lambda }} \over {hc}}\)
với W = 0,01 W0 thì n = \(n = {{{{\rm{W}}_0}\lambda } \over {hc}}\)
Số phôtôn ánh sáng kích thích ứng với một phôtôn ánh sáng phát quang là :
\(N = {{{n_0}} \over n} = {{{\lambda _0}} \over {0,01\lambda }} = {{0,3} \over {0,01.0,5}} = 0,{6.10^3} = 600\)
Bài 32.13: Huy và Hà đều quan sát thấy có ánh sáng phát ra từ một ngọn đèn, chiếu vào một vật, và có ánh sáng từ vật đó hắt ra. Tuy nhiên, Huy và Hà đã đưa ra những khẳng định khác nhau.
Huy cho rằng đó là hiện tượng phản xạ hoặc tán xạ ánh sáng.
Hà cho rằng đó là hiện tượng quang – phát quang.
a) Cần làm thêm những thí, nghiệm nào để biết ai đúng, ai sai ?
b) Kết quả thí nghiệm như thế nào thì sẽ kết luận được là Huy đúng ?
c) Kết quả thí nghiệm như tĩìế nào thì sẽ kết luận được là Hà đúng ?
Hướng dãn giải chi tiết
a)- Cần xem theo phương phản xạ và theo các phương khác có ánh sáng hay không.
– Cần chiếu ánh sáng đơn sắc vào vật và xem ánh sáng từ vật hắt ra có cùng màu với ánh sáng tới hay không.
b) Nếu chỉ theo phương phản xạ mới có ánh sáng thì chắc chắn đó là hiện tượng phản xạ ánh sáng do đó, Huy nói đúng.
c) Nếu ánh sáng (đơn sắc) từ vật hắt ra khác màu với ánh sáng chiếu tới thì chắc chắn đó là hiện tượng quang – phát quang và Hà nói đúng.
Bài 32.14: Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 \(\mu\)m thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 \(\mu\)m. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20 % công suất của chùm sáng kích thích. Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian.
Gọi \({\lambda _{kt}},{\lambda _{pq}}\) là bước sóng của ánh sáng kích thích và của ánh sáng phái quang. Lượng tử năng lượng của ánh sáne kích thích :
\({\varepsilon _{kt}} = {{hc} \over {{\lambda _{kt}}}} = {{hc} \over {0,{{26.10}^{ – 6}}}}\)
Lượng tử năng lượng của ánh sáng phát quang .
\({\varepsilon _{pq}} = {{hc} \over {{\lambda _{pq}}}} = {{hc} \over {0,{{52.10}^{ – 6}}}}\)
Gọi Pkt và Ppq là công suất của dòng ánh sáng kích thích và của dòns ánh sáng phát quang. Ta có : Ppq = 0,2Pkt
Số phôtôn ánh sáng kích thích chiếu đến chất phát quang trong 1 giây :
\({N_{kt}} = {{{P_{kt}}} \over {{\varepsilon _{kt}}}} = {{{P_{kt}}.0,{{26.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Số phôtôn phát quang phát ra trong 1 giây :
\({N_{pq}} = {{{P_{pq}}} \over {{\varepsilon _{pq}}}} = {{{P_{pq}}.0,{{52.10}^{ – 6}}} \over {hc}}={{{0,2.P_{kt}}.0,{{52.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Tí số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một thời gian :
\(K = {{{N_{kt}}} \over {{N_{pq}}}} = {{0,26} \over {0,2.0,52}} = 2,5\)
Bài 32.15: Người ta gọi hiệu suất của quá trình quang – phát quang là tỉ số giữa công suất của dòng ánh sáng phát quang với công suất của dòng ánh sáng kích thích. Thực nghiệm cho thấy hiệu suất phát quang của rất nhiều dung dịch phát quang vào cỡ 0,40. Cho rằng bước sóng của ánh sáng kích thích vào khoảng 0,25 \(\mu\) m và của ánh sáng phát quang vào khoảng 0,55 \(\mu\)m. Tính hiệu suất lượng tử của các quá trình phát quang nói trên. Hiệu suất lượng tử của một quá trình phát quang là tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian.
Giải phương trình tương tự như bài 32.14 ta có
Ppq = 0,4Pkt
\({\varepsilon _{pq}} = {{hc} \over {{\lambda _{pq}}}} = {{hc} \over {0,{{55.10}^{ – 6}}}}\)
\({\varepsilon _{kt}} = {{hc} \over {{\lambda _{kt}}}} = {{hc} \over {0,{{25.10}^{ – 6}}}}\)
\({N_{kt}} = {{{P_{kt}}} \over {{\varepsilon _{kt}}}} = {{{P_{kt}}.0,{{25.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
\({N_{pq}} = {{{P_{pq}}} \over {{\varepsilon _{pq}}}} = {{{P_{pq}}.0,{{55.10}^{ – 6}}} \over {hc}}={{{0,4.P_{kt}}.0,{{55.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Hiệu suất lượng tử của quá trình phát quang
\({H_{lt}} = {{{N_{kt}}} \over {{N_{pq}}}} = {{0,4.0,55} \over {0,25}} = 0,88\)
Đăng bởi: Monica.vn
Chuyên mục: Giải bài tập
[toggle title=”Xem thêm Bài 32.11, 32.12, 32.13, 32.14, 32.15 trang 92,93 SBT Lý 12: Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian ?” state=”close”]
Bài 32 Hiện tượng quang – phát quang SBT Lý lớp 12. Giải bài 32.11 – 32.15 trang 92,93 Sách bài tập Vật Lí 12. Hỏi người quan sát sẽ nhìn thấy bình đựng chất phát quang và tờ giấy có màu gì trong bốn cách bố trí A, B, C và D…; Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian ?
Bài 32.11: Trong Hình 32.1 :
– H biểu diễn một hồ quang.
– 7 là kính lọc sắc tím, cho các ánh sáng có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng lục đi qua.
– V là kính lọc sắc vàng, cho các ánh sáng có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng lục đi qua.
Nếu phối hợp cả hai kính thì tất cả ánh sáng nhìn thấy được sẽ khônsl thể đi qua
– F là một bình đựng dung dịch fluorexêin. Chất này có thể phát quansl màu vàng lục.
– G là một tờ giấy trắng.
– M là mắt người quan sát, nhìn vào bình F và tờ giấy.
Hỏi người quan sát sẽ nhìn thấy bình đựng chất phát quang và tờ giấy có màu gì trong bốn cách bố trí A, B, C và D ?
A: F và G màu đen
B: F vàng lục, G đen
C: F đen , G vàng
D: F đen, G tím
Bài 32.12: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 \(\mu\)m vào một chất thì thấy chất đó phát ra ánh sáng có bước sóng 0,50 \(\mu\)m. Cho rằng công suất của chùraị sáng phát quang chỉ bằng 0,01 công suất của chùm sáng kích thích. Hãy tính xem một phôtôn ánh sáng phát quang ứng với bao nhiêu phôtôn ánh sáng kích thích.
Gọi W0 là công suất,\({\varepsilon _0}\) là năng lượng của phôtôn và \(\lambda_0\) là bước sóng
của chùm sáng kích thích. Số phôtôn ánh sáng kích thích đi đến chất phát quang trong một giây là :
\({n_0} = {{{{\rm{W}}_0}} \over {{\varepsilon _0}}} = {{{{\rm{W}}_0}{\lambda _0}} \over {hc}}\)
Gọi W là công suất, \({\varepsilon }\)là năng lượng của phôtôn và X là bước sóng của chùm sáng phát quang. Số phôtôn của chùm sáng phát quang phát ra trong một giây là :
\({n} = {{{{\rm{W}}}} \over {{\varepsilon }}} = {{{{\rm{W}}}{\lambda }} \over {hc}}\)
với W = 0,01 W0 thì n = \(n = {{{{\rm{W}}_0}\lambda } \over {hc}}\)
Số phôtôn ánh sáng kích thích ứng với một phôtôn ánh sáng phát quang là :
\(N = {{{n_0}} \over n} = {{{\lambda _0}} \over {0,01\lambda }} = {{0,3} \over {0,01.0,5}} = 0,{6.10^3} = 600\)
Bài 32.13: Huy và Hà đều quan sát thấy có ánh sáng phát ra từ một ngọn đèn, chiếu vào một vật, và có ánh sáng từ vật đó hắt ra. Tuy nhiên, Huy và Hà đã đưa ra những khẳng định khác nhau.
Huy cho rằng đó là hiện tượng phản xạ hoặc tán xạ ánh sáng.
Hà cho rằng đó là hiện tượng quang – phát quang.
a) Cần làm thêm những thí, nghiệm nào để biết ai đúng, ai sai ?
b) Kết quả thí nghiệm như thế nào thì sẽ kết luận được là Huy đúng ?
c) Kết quả thí nghiệm như tĩìế nào thì sẽ kết luận được là Hà đúng ?
Hướng dãn giải chi tiết
a)- Cần xem theo phương phản xạ và theo các phương khác có ánh sáng hay không.
– Cần chiếu ánh sáng đơn sắc vào vật và xem ánh sáng từ vật hắt ra có cùng màu với ánh sáng tới hay không.
b) Nếu chỉ theo phương phản xạ mới có ánh sáng thì chắc chắn đó là hiện tượng phản xạ ánh sáng do đó, Huy nói đúng.
c) Nếu ánh sáng (đơn sắc) từ vật hắt ra khác màu với ánh sáng chiếu tới thì chắc chắn đó là hiện tượng quang – phát quang và Hà nói đúng.
Bài 32.14: Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 \(\mu\)m thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 \(\mu\)m. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20 % công suất của chùm sáng kích thích. Tính tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một khoảng thời gian.
Gọi \({\lambda _{kt}},{\lambda _{pq}}\) là bước sóng của ánh sáng kích thích và của ánh sáng phái quang. Lượng tử năng lượng của ánh sáne kích thích :
\({\varepsilon _{kt}} = {{hc} \over {{\lambda _{kt}}}} = {{hc} \over {0,{{26.10}^{ – 6}}}}\)
Lượng tử năng lượng của ánh sáng phát quang .
\({\varepsilon _{pq}} = {{hc} \over {{\lambda _{pq}}}} = {{hc} \over {0,{{52.10}^{ – 6}}}}\)
Gọi Pkt và Ppq là công suất của dòng ánh sáng kích thích và của dòns ánh sáng phát quang. Ta có : Ppq = 0,2Pkt
Số phôtôn ánh sáng kích thích chiếu đến chất phát quang trong 1 giây :
\({N_{kt}} = {{{P_{kt}}} \over {{\varepsilon _{kt}}}} = {{{P_{kt}}.0,{{26.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Số phôtôn phát quang phát ra trong 1 giây :
\({N_{pq}} = {{{P_{pq}}} \over {{\varepsilon _{pq}}}} = {{{P_{pq}}.0,{{52.10}^{ – 6}}} \over {hc}}={{{0,2.P_{kt}}.0,{{52.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Tí số giữa số phôtôn ánh sáng kích thích và số phôtôn ánh sáng phát quang trong cùng một thời gian :
\(K = {{{N_{kt}}} \over {{N_{pq}}}} = {{0,26} \over {0,2.0,52}} = 2,5\)
Bài 32.15: Người ta gọi hiệu suất của quá trình quang – phát quang là tỉ số giữa công suất của dòng ánh sáng phát quang với công suất của dòng ánh sáng kích thích. Thực nghiệm cho thấy hiệu suất phát quang của rất nhiều dung dịch phát quang vào cỡ 0,40. Cho rằng bước sóng của ánh sáng kích thích vào khoảng 0,25 \(\mu\) m và của ánh sáng phát quang vào khoảng 0,55 \(\mu\)m. Tính hiệu suất lượng tử của các quá trình phát quang nói trên. Hiệu suất lượng tử của một quá trình phát quang là tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian.
Giải phương trình tương tự như bài 32.14 ta có
Ppq = 0,4Pkt
\({\varepsilon _{pq}} = {{hc} \over {{\lambda _{pq}}}} = {{hc} \over {0,{{55.10}^{ – 6}}}}\)
\({\varepsilon _{kt}} = {{hc} \over {{\lambda _{kt}}}} = {{hc} \over {0,{{25.10}^{ – 6}}}}\)
\({N_{kt}} = {{{P_{kt}}} \over {{\varepsilon _{kt}}}} = {{{P_{kt}}.0,{{25.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
\({N_{pq}} = {{{P_{pq}}} \over {{\varepsilon _{pq}}}} = {{{P_{pq}}.0,{{55.10}^{ – 6}}} \over {hc}}={{{0,4.P_{kt}}.0,{{55.10}^{ – 6}}} \over {hc}}\)
Hiệu suất lượng tử của quá trình phát quang
\({H_{lt}} = {{{N_{kt}}} \over {{N_{pq}}}} = {{0,4.0,55} \over {0,25}} = 0,88\)
[/toggle]
