Một nguồn phát sáng có công suất P = 1W, phát ra ánh sáng có bước sóng λ = 0,597µm tỏa ra đều theo mọi hướng. Nếu coi đường kính con ngươi của mắt là 4mm và mắt còn có thể cảm nhận được ánh sáng khi tối thiểu có 80 phôtôn lọt vào mắt trong 1s. Bỏ qua sự hấp thụ phôtôn của môi trường. Khoảng cách xa nguồn sáng nhất mà mắt còn trông thấy nguồn là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi R là khoảng cách từ nguồn đến người quang sát, r là bán kính con ngươi của người.
Vì năng lượng được tỏa ra đều trong không gian nên khi tới con ngươi của người thì năng lượng ấy phân bố đều trên mặt cầu diện tích \(S = 4πR^2\), phần lọt vào con ngươi của mặt cầu này có diện tích \(S’ = πr^2\).
- Gọi P là công suất của nguồn và P’ là là công suất đi vào người quang sát, ta có \( \frac{{P'}}{P} = \frac{{S'}}{S} = \frac{{{r^2}}}{{4{R^2}}} \to P' = \frac{{P.{r^2}}}{{4{R^2}}}\)
- Gọi N là số photon lọt vào con ngươi trong 1 s, công suất P’ chính là năng lượng do N photon đó đem tới, vậy: \( P' = N\frac{{hc}}{\lambda }\)
- Từ hai biểu thức trên ta có: \( N = \frac{{\lambda P{r^2}}}{{4hc.{R^2}}}\)
- Để mắt nhìn thấy được nguồn, theo giả thiết ta phải có: \( N \ge 80 \to \frac{{\lambda P{r^2}}}{{4hc.{R^2}}} \ge 80 \to R \le r\sqrt {\frac{{\lambda P}}{{320hc}}} = 274000m = 274km\)
Câu hỏi liên quan
-
Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng λ1 = 0,405 (μm), λ2 = 0,436 (μm) vào bề mặt của một kim loại và đo hiệu điện thế hãm tương ứng Uh1 = 1,15 (V); Uh2 = 0,93 (V). Cho biết: h = 6,625.10-34 (J.s) ; c = 3.108 (m/s) ; e = 1,6.10-19 (C). Tính công thoát của kim loại đó
-
Có hai tia sáng đơn sắc khác nhau (1) và (2) cùng chiếu tới một thấu kính lồi (làm bằng thuỷ tinh) theo phương song song với trục chính (hình vẽ). Phát biểu nào sau đây là chính xác:
.PNG)
-
Hai bản kim loại phẳng có độ dài 30 cm đặt nằm ngang, song song cách nhau một khoảng 16 cm. Giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế 4,55 (V). Hướng một chùm hẹp các electron quang điện có tốc độ 106 (m/s) theo phương ngang vào giữa hai bản tại điểm O cách đều hai bản. Khối lượng của electron là 9,1.10−31 kg. Tính thời gian electron chuyển động trong tụ.
-
Dung dịch Fluorein hấp thụ ánh sáng có bước sóng 0,49μm và phát ra ánh sáng có 0,52μm. Người ta gọi hiệu suất của sự phát quang là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng phát quang và năng lượng ánh sáng hấp thụ. Biết hiệu suất của sự phát quang của dung dịch Fluorein là 75%. Số phần trăm của photon bị hấp thụ đã dẫn đến sự phát quang của dung dịch là:
-
Công thoát của một kim loại là 4,5 eV. Trong các bức xạ λ1 = 0,180 µm; λ2 = 0,440 µm.; λ3 = 0,280 µm; λ4 = 0,210 µm; λ5 = 0,320 µm, những bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện nếu chiếu vào bề mặt kim loại trên? Cho hằng số Plăng 6,625.10−34 Js, tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 m/s và leV = 1,6.10−19 J.
-
Chiếu chùm photon (mỗi photon có năng lượng ε = 8,5eV) vào catot của một tế bào quang điện. Biết công thoát electron của kim loại làm catot là A = 5,6.10-19J. Hiệu điện thế giữa anot và catot của tế bào quang điện là UAK = - 3,5V. Động năng cực đại của quang electron khi tới anot bằng
-
Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện chứng tỏ:
-
Công thoát êlectrôn của quả cầu kim loại là 2,36 eV. Chiếu ánh sáng kích thích mà photon có năng lượng 4,78 eV vào quả cầu kim loại trên đặt cô lập thì điện thế cực đại của quả cầu là:
-
Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu nào sau đây đúng?
-
Một bản kim loại có hiệu ứng quang điện dưới tác dụng của một ánh sáng đơn sắc. Nếu người ta giảm bớt cường độ chùm sáng tới thì
-
Hiệu suất lượng tử hay hiệu suất quang điện được xác định bởi:
-
Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được
-
Hệ thức giữa năng lượng và động lượng của vật là:
-
Khi chiếu liên tục 1 tia tử ngoại vào tấm kẽm tích điện âm gắn trên một điện nghiệm thì 2 lá của điện nghiệm sẽ
-
Khi chiếu chùm tia tử ngoại liên tục vào tấm kẽm tích điện âm thì thấy tấm kẽm:
-
Trong một thí nghiệm, hiện tượng quang điện xảy ra khi chiếu chùm sáng đơn sắc tới bề mặt tấm kim loại. Nếu giữ nguyên bước sóng ánh sáng kích thích mà tăng cường độ của chùm sáng thì
-
Kích thích cho các nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích sao cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần. Trong quang phổ phát xạ của nguyên tử hidro sau đó, tỉ số giữa bước sóng dài nhất và bước sóng ngắn nhất là:
-
Một kim loại có công thoát là 2,5eV. Tính giới hạn quang điện của kim loại đó :
-
(I) bức xạ phát ra từ ống rơnghen; (II) bức xạ chủ yếu phát ra từ chiếc bàn là đang nóng; (III) bức xạ phát ra từ đèn hơi thủy ngân; (IV) bức xạ Mặt Trời. Bức xạ nào trong các bức xạ trên không thể gây ra hiện tượng quang điện ngoài ?
-
Một phôtôn có năng lượng \(\varepsilon \), truyền trong một môi trường với bước sóng \(\lambda \). Với h là hằng số Plăng, c là vận tốc ánh sáng truyền trong chân không. Chiết suất tuyệt đối của môi trường đó là:
