Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 30 Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng 1 Hiện tượng quang điện a Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện (1887) Gắn một tấm kẽm tích điện âm vào cần của một tĩnh điện kế, kim điện k[.]
Bài 30 Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng Hiện tượng quang điện a Thí nghiệm Héc tượng quang điện (1887) - Gắn kẽm tích điện âm vào cần tĩnh điện kế, kim điện kế lệch góc - Chiếu chùm ánh sáng hồ quang vào kẽm góc lệch kim điện kế giảm - Thay kẽm kim loại khác, ta thấy tượng tương tự Kết luận: Ánh sáng hồ quang làm bật êlectron khỏi mặt kẽm b Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng (hoặc xạ điện từ) làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngoài) Định luật giới hạn quang điện + Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng λ0 λ0 gọi giới hạn quang điện kim loại đó: λ λ0 + Trừ kim loại kiềm vài kim loại kiềm thổ có giới hạn quang điện miền ánh sáng nhìn thấy, kim loại thường dùng khác có giới hạn quang điện miền tử ngoại + Thuyết sóng điện từ ánh sáng khơng giải thích được, theo thuyết sóng điện từ lan truyền đến kim loại điện trường sóng làm cho electron kim loại dao động, cường độ điện trường đủ lớn tức cường độ ánh sáng kích thích đủ mạnh electron bị bật bước sóng sóng điện từ Nên định luật quang điện giải thích thuyết lượng tử o m o m Chất Chất Bạc 0,26 Canxi 0,43 Đồng 0,30 Natri 0,50 Kẽm 0,35 Kali 0,55 Nhôm 0,36 Xesi 0,58 Bảng giá trị giới hạn quang điện số kim loại Thuyết lượng tử ánh sáng a Giả thuyết Plăng + Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf; f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số + Lượng tử lượng: ε = hf, h gọi số Plăng: h = 6,625.10−34J.s b Thuyết lượng tử ánh sáng + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phơtơn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf + Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng + Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n c Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Anh−xtanh cho rằng, tượng quang điện xảy êlectron kim loại hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích Phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Năng lượng ε dùng để − Cung cấp cho êlectron cơng A, gọi cơng thốt, để êlectron thắng lực liên kết với mạng tinh thể thoát khỏi bề mặt kim loại; − Truyền cho êlectron động ban đầu; − Truyền phần lượng cho mạng tinh thể Nếu êlectron nằm lớp bề mặt kim loại mà khơng lượng truyền cho mạng tinh thể Động mv02 max ban đầu êlectron có giá trị cực đại W0d + Để tượng quang điện xảy lượng photon ánh sáng kích thích phải lớn cơng thốt: A hay h Đặt 0 c hc A A hc 0 A Lưỡng tính sóng − hạt ánh sáng + Có nhiều tượng quang học chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng (như giao thoa, nhiễu xạ ); lại có nhiều tượng quang học khác (quang điện ngoài, quang điện trong, phát xạ, hấp thụ,…) chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt Điều chứng tỏ: Ánh sáng có lưỡng tính sóng − hạt + Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rõ hai tính chất Khi tính chất sóng thể rõ, tính chất hạt lại mờ nhạt, ngược lại + Sóng điện từ có bước sóng ngắn, phơtơn ứng với có lượng lớn tính chất hạt thể rõ, tượng quang điện, khả đâm xuyên, tác dụng phát quang , cịn tính chất sóng mờ nhạt Trái lại, sóng điện từ có bước sóng dài, phơtơn ứng với có lượng nhỏ, tính chất sóng lại thể rõ (ở tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, ), tính chất hạt mờ nhạt ... giới hạn quang điện số kim loại Thuyết lượng tử ánh sáng a Giả thuyết Plăng + Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định hf; f tần số ánh sáng bị... bị hấp thụ hay phát ra; h số + Lượng tử lượng: ε = hf, h gọi số Plăng: h = 6,625.10−34J.s b Thuyết lượng tử ánh sáng + Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn + Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phơtơn... hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Anh−xtanh cho rằng, tượng quang điện xảy êlectron kim loại hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích Phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho êlectron Năng lượng