Hiệu ứng quang điện có nhiều ứng dụng trong thực tế. Một trong các ví dụ là ống nhân quang điện

Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 7: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon - Chân trời sáng tạo

Vận dụng trang 49 Chuyên đề Vật Lí 12: Hiệu ứng quang điện có nhiều ứng dụng trong thực tế. Một trong các ví dụ là ống nhân quang điện (PMT - Photomultiplier tube). Trong thiết bị này, dòng quang electron được khuếch đại nhiều lần để tạo thành dòng điện có cường độ lớn. Ống nhân quang điện được sử dụng trong chẩn đoán y tế (xét nghiệm máu, quét ảnh), thiết bị nhìn đêm, máy quét hình ảnh cao cấp, ... Em hãy tìm hiểu trên sách, báo, internet, ... để trình bày tóm tắt về nguyên tắc hoạt động của thiết bị này.

Lời giải:

Ống nhân quang điện (PMT - Photomultiplier tube) là một thiết bị điện tử có khả năng khuếch đại tín hiệu ánh sáng yếu thành dòng điện có cường độ lớn. Ống PMT được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: chẩn đoán y tế (xét nghiệm máu, quét ảnh), thiết bị nhìn đêm, máy quét hình ảnh cao cấp,…

Nguyên tắc hoạt động:

Bước 1: Hiệu ứng quang điện: Khi ánh sáng chiếu vào cathode của PMT, các photon ánh sáng được hấp thụ bởi các nguyên tử cathode, giải phóng electron. Năng lượng của photon phải lớn hơn hoặc bằng công thoát của cathode để giải phóng electron.

Bước 2: Khuếch đại điện tử: Các electron được giải phóng bởi hiệu ứng quang điện được tăng tốc bởi một điện trường mạnh và va chạm với dynode đầu tiên. Mỗi va chạm giải phóng nhiều electron thứ cấp hơn. Quá trình này được lặp lại nhiều lần (thường 10-15 giai đoạn) dẫn đến sự khuếch đại tín hiệu điện tử đáng kể.

Bước 3: Anode: Các electron thứ cấp sau giai đoạn nhân được thu thập tại anode, tạo ra một tín hiệu điện mạnh hơn nhiều so với tín hiệu quang ban đầu.

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 7: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon hay, chi tiết khác:

• Hình thành kiến thức mới 1 trang 43 Chuyên đề Vật Lí 12: Dự đoán hiện tượng xảy ra nếu trong thí nghiệm của Hertz ở Hình 7.1 ....

• Hình thành kiến thức mới 2 trang 43 Chuyên đề Vật Lí 12: Dự đoán hiện tượng xảy ra khi chiếu tia tử ngoại vào bản kẽm tích điện dương ....

• Hình thành kiến thức mới 3 trang 43 Chuyên đề Vật Lí 12: Dựa vào các dụng cụ được gợi ý trong Hình 7.2 để thiết kế phương án thí nghiệm ....

• Hình thành kiến thức mới 4 trang 43 Chuyên đề Vật Lí 12: Giải thích vì sao vỏ của tế bào quang điện thường bằng thạch anh ....

• Luyện tập trang 45 Chuyên đề Vật Lí 12: Quan sát Hình 7.4 và sắp xếp các đường đồ thị (1), (2), (3) theo thứ tự tăng dần ....

• Hình thành kiến thức mới 5 trang 46 Chuyên đề Vật Lí 12: Năng lượng của sóng điện từ phụ thuộc như thế nào vào bước sóng ....

• Hình thành kiến thức mới 6 trang 46 Chuyên đề Vật Lí 12: Sử dụng biểu thức (73) để giải thích vì sao các tia X và tia gamma ....

• Luyện tập trang 47 Chuyên đề Vật Lí 12: Một bút laser có công suất 5,00 mW phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng ....

• Hình thành kiến thức mới 7 trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Tham khảo Bảng 7.2 để giải thích vì sao phải sử dụng chùm tia tử ngoại trong thí nghiệm ....

• Hình thành kiến thức mới 8 trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Từ phương trình (7.4), em hãy nghiệm lại định luật quang điện thứ nhất về ....

• Hình thành kiến thức mới 9 trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Vì sao ta không thể sử dụng lí thuyết sóng để giải thích định luật về giới hạn quang điện ....

• Hình thành kiến thức mới 10 trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Cường độ dòng quang điện bão hoà có phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ ....

• Hình thành kiến thức mới 11 trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Thảo luận để rút ra công thức 7.8 ....

• Luyện tập trang 48 Chuyên đề Vật Lí 12: Biết rằng phải chiếu vào cathode bằng sodium (Na) bức xạ điện từ có bước sóng nhỏ hơn ....

• Bài tập 1 trang 49 Chuyên đề Vật Lí 12: Một ứng dụng của laser trong y học là dùng một chùm tia laser để điều chỉnh độ ....

• Bài tập 2 trang 49 Chuyên đề Vật Lí 12: Hằng số Planck h có thể được xác định trong thực nghiệm bằng cách đo hiệu điện thế ....

• Bài tập 3 trang 49 Chuyên đề Vật Lí 12: Gọi λ0 là giới hạn quang điện của sodium. Ta thấy khi chiếu vào cathode của một tế bào ....

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 5: Tia X. Chụp ảnh X-quang và chụp ảnh cắt lớp (CT)

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 6: Chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI)

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 8: Lưỡng tính sóng hạt

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Quang phổ vạch của nguyên tử

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 10: Vùng năng lượng

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---