bài 44. thuyết lượng tử ánh sáng lưỡng tính sóng hạt

Câu 1. Phát biểu các định luật quang điện? Định luật thứ nhất: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ 0 . λ 0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó. λ≤ λ 0 Định luật quang điện thứ hai: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có λ≤ λ 0 ), Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích. Định luật quang điện thứ ba: Động năng ban đầu của quang electron không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại. Câu 2. Chứng tỏ rằng thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được hiện tượng quang điện? 1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG a, Giả thuyết lượng tử năng lượng của Planck Giả thuyết của Planck: lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng , kí hiệu ε, có giá trị bằng: f: là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ h: hằng số Planck; h=6,625.10 -34 J.s ε = hf Ví dụ: tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng da cam có bước sóng λ=0,65µm? Nhận xét năng lượng của phôtôn này? 19− -34 8 -6 hc 6,625.10 .3.10 ε = hf = = λ 0,65.10 = 3,057.10 (J) = 1,91eV Albert Einstein Max Planck 1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG b, Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn 1. Chùm ánh sáng là môt chùm các phô tôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phô tôn có năng lượng xác định ε=hf (f là tần số của ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phô tôn phát ra trong 1 giây. 3. Các phô tôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c=3.10 8 m/s trong chân không. 2. Phân tử, nguyên tử, electron…phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phô tôn. Albert Einstein 2.GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN a, Công thức Anh- xtanh về hiện tượng quang điện Khi 1 electron trong kim loại hấp thụ 1 phô tôn của ánh sáng kích thích Năng lượng phô tôn ε = hf Truyền cho electron đó một động năng ban đầu Cung cấp cho electron một công A (Công thoát A) Truyền một phần năng lượng cho cho mạng tinh thể 0max 2 1 hf = A + mv 2 2.GiẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐiỆN a, Công thức Anhx-tanh về hiện tượng quang điện Khi 1 electron bề mặt kim loại hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích Năng lượng của 1 phô tôn ε = hf Cung cấp cho1 electron một công A (Công thoát A) Truyền cho electron đó một động năng ban đầu cực đại Công thức của Anh- xtanh về hiện tượng quang điện I~ Cường độ ánh sáng 0max 2 1 mv 2 phụ thuộc vào 2.GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐiỆN b, Giải thích các định luật quang điện - Định luật thứ nhất: hc A λ ≥ từ đó suy ra λ ≤ λ 0 . Với 0 hc λ A = λ 0 là giới hạn quang điện của kim loại làm catôt - Định luật thứ hai: để xảy ra hiện tượng quang điện thì: hf ≥ A hay - Định luật thứ ba: Từ công thức Anh – xtanh 0max 2 0 hc hc 1 = + mv λ λ 2 0max 2 1 hf = A + mv 2 0max 2 0 1 hc hc mv = - 2λ λ hf A ~ I p Cường độ ánh sáng N e ~ N p I ~ N e e N .e I = t 3. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG a, Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng ` - Tính chất sóng của ánh sáng: - Tính chất hạt của ánh sáng: Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Tức là ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt giao thoa, nhiễu xạ… hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên… b, Sự thể hiện tính sóng và tính hạt của ánh sáng. ÁNH SÁNG NHÌN THẤY λ = 0,38 µm đến λ = 0,76 µm HỒNG NGOẠI λ =7,6.10 -7 m đến λ = 7,6.10 -3 m λ =10 -4 m đến λ = 4.10 4 m TIA TỬ NGOẠI λ =10 -9 m đến λ = 3,8.10 -7 m Tia X λ =10 -11 m đến λ = 10 -8 m TIA GAMMA λ < 10 -11 m λ(m) SÓNG VÔ TUYẾN Thể hiện tính hạt rõ (năng lượng của phôtôn tăng) Thể hiện tính sóng rõ (năng lượng của phôtôn giảm) b, Sự thể hiện tính sóng và tính hạt của ánh sáng. Câu 1: Chọn câu sai: Các hiện tượng liên quan đến tính chất lượng tử của ánh sáng là: A. Hiện tượng quang điện B. Sự phát quang của các chất C. Hiện tượng tán sắc ánh sáng D. Tính đâm xuyên Câu 2: Các hạt bứt ra khỏi mặt kim loại khi chiếu ánh sáng thích hợp gọi là: A. Tia γ. B. Quang êlectron C. Lượng tử ánh sáng D. Tia X Câu 3: Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là: A. Công thoát êlectron của kim loại. B. Bước sóng của ánh sáng kích thích C. Bước sóng của riêng kim loại đó D. λ 0 = hc/ A [...]...Câu 4 Chiếu một bức xạ đơn sắc có bớc sóng 0,5àm vào một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66àm Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là A 2,5.105m/s B 3,7.105m/s C 4,6.105m/s D 5,2.105m/s Câu 5 Một chất quang dẫn có... = 4,5.1014Hz, f2 = 5,0.1013Hz, f3 = 6,5.1013Hz, f4 = 6,0.1014Hz thỡ hiện tợng quang dẫn sẽ xy ra với A chùm bức xạ 1 B chùm bức xạ 2 C chùm bức xạ 3 D chùm bức xạ 4 Câu 6 Chiếu một chùm bức xạ có bớc sóng = 0,180àm vào catôt của tế bào quang điện Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là 0 = 0,30àm Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là A 9,85.105m/s B 8,36.106m/s C 7,56.105m/s . độ ánh sáng N e ~ N p I ~ N e e N .e I = t 3. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG a, Lưỡng tính sóng- hạt của ánh sáng ` - Tính chất sóng của ánh sáng: -. 1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG b, Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn 1. Chùm ánh sáng là môt chùm các phô tôn (các lượng tử ánh sáng) . Mỗi phô tôn có năng lượng