CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1 Lý thuyết + Hiện tượng quang điện ngoài Chiếu chùm ánh sáng thích hợp vào bề mặt kim loại làm các electron từ kim loại bậ[.]
CHƯƠNG VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Lý thuyết + Hiện tượng quang điện ngồi: Chiếu chùm ánh sáng thích hợp vào bề mặt kim loại làm electron từ kim loại bật khỏi bề mặt kim loại + Định luật giới hạn quang điện: Với kim loại có bước sóng 0 định gọi giới hạn quang điện; tượng quang điện xảy bước sóng ánh sáng kích thích nhỏ giới hạn quang điện ( 0) Giới hạn quang điện kim loại thường kẻm, đồng, nhôm, nằm vùng tử ngoại, kim loại kiềm can xi, kali, xesi, nằm vùng ánh sáng nhìn thấy + Giả thuyết Plăng: Nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay xạ ánh sáng cách không liên tục mà thành phần riêng biệt, đứt quãng Mỗi phần mang lượng hồn tồn xác định, gọi lượng tử ánh sáng, có độ lớn = hf; với f tần số ánh sáng, h = 6,625.10-34 Js số Plăng + Thuyết lượng tử ánh sáng: - Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn - Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, phơtơn giống nhau, phôtôn hc mang lượng: = hf = gọi lượng tử lượng - Trong chân không phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 m/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 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word + Hiện tượng quang điện xảy có hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích để làm bật electron khỏi bề mặt kim loại Công thức hc + Năng lượng phôtôn ánh sáng: = hf = hc + Cơng electron, giới hạn quang điện: A = 0 hc + Cơng electron tính eV: A = e0 hc eA + Giới hạn quang điện cơng electron có đơn vị eV: 0 = hc hc + Công thức Anhxtanh: hf = = A + Wđmax = + mv 0max 1 0 + Động ban đầu electron quang điện: Wđ0max = hc + Tốc độ ban đầu cực đại electron quang điện: v 0max = 2hc 1 me 0 + Điện cực đại cầu kim loại cô lập bị chiếu chùm xạ có hc 1 e 0 < 0: Vmax = hc 1 e 0 ne hc + Công suất nguồn sáng, hiệu suất lượng tử: P = n ; H = n http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word * Cách gọi số Vật lí máy tính cầm tay fx-570ES: Nhấn SHIFT nhấn mã số số (có nắp máy) Ví dụ: SHIFT 06 ta h = 6,625.10-34 J.s; SHIFT 28 ta c = 299792458 m/s 3.108 m/s SHIFT 23 ta e = 1,6.10 -19 C; SHIFT 03 ta me = 9,1.10-31 kg; II QUANG ĐIỆN TRONG QUANG – PHÁT QUANG LAZE Lý thuyết + Chất quang dẫn: Là chất trở nên dẫn điện có ánh sáng thích hợp chiếu vào + Hiện tượng quang dẫn: Là tượng điện trở chất bán dẫn giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào + Quang điện trở: Là điện trở làm chất quang dẫn + Hiện tượng quang điện trong: Là tượng phơtơn ánh sáng kích thích bị hấp thụ giải phóng electron liên kết thành electron tự (electron dẫn) chuyển động khối chất bán dẫn Giới hạn quang điện chất quang dẫn nằm vùng hồng ngoại + Pin quang điện pin chạy lượng ánh sáng Nó biến đổi trực tiếp quang thành điện + Pin quang điện hoạt động dựa vào tượng quang điện xảy bên cạnh lớp chặn + Suất điện động pin quang điện nằm khoảng từ 0,5 V đến 0,8 V Hiệu suất pin quang điện vào khoảng 10% + Pin quang điện ứng dụng máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi, … http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word + Hiện tượng quang – phát quang: Là phát quang chất có ánh sáng thích hợp chiếu vào + Huỳnh quang: Là phát quang có thời gian ngắn (dưới 10 -8 s), thường xảy với chất lỏng chất khí + Lân quang: Là phát quang có thời gian dài (10-8 s trở lên), thường xảy với chất rắn + Đặc điểm quang phát quang: Bước sóng ánh sáng phát quang dài bước sóng ánh sáng kích thích: hq > kt + Laze: Là nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng + Đặc điểm tia laze: Tia laze chùm sáng kết hợp, có tính đơn sắc, chùm song song (có tính định hướng cao), có cường độ lớn + Ứng dụng: Dùng dao mỗ phẩu thuật tinh vi (phẩu thuật mắt, mạch máu), sử dụng tác dụng nhiệt để chữa số bệnh ngồi da, sử dụng liên lạc vơ tuyến, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vũ trụ, khoan, cắt vật liệu, ngắm đường thẳng, đo khoảng cách, … Cơng thức hc + Năng lượng kích hoạt giới hạn quang điện trong: A = + Đặc điểm ánh sáng phát quang: pq > kt hay fpq < fkt hc + Công suất chùm laze đơn sắc: P = n III MẪU NGUYÊN TỬ BO Lý thuyết Hai tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word + Tiên đề trạng thái dừng: Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không xạ Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng + Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử: - Khi nguyên tử trạng thái dừng có lượng E n chuyển sang trạng thái dừng có lượng Em thấp phát phơtơn có lượng hiệu: = hfnm = En – Em - Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng E m mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu E n – Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng En cao + Với nguyên tử hiđrô electron chuyển động quỹ đạo dừng có tên gọi K (n = 1), L (n = 2), M (n = 3), ứng với mức lượng E K, EM, EM, Trong trạng dừng có lượng thấp E K (quỹ đạo K: r = r0) trạng thái dừng Cơng thức + Bán kính quỹ đạo dừng electron nguyên tử hiđrô: rn = n2r0; n N*; r0 = 5,3.10-11 m bán kính Bo + Năng lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô: 13,6 En = - n (eV); n N* http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word + Tần số bước sóng xạ quang phổ vạch phát xạ hc Ecao Eth E Eth h nguyên tử hiđrô: f = ; = cao Chú ý: Khi lượng trạng thái dừng cho với đơn vị eV phải đổi đơn vị J cách nhân với e = 1,6.10-19 + Số vạch tối đa phát electron chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n quỹ đạo dừng (quỹ đạo K với n = 1): N = n(n – 1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... tượng quang điện xảy có hấp thụ phơtơn ánh sáng kích thích để làm bật electron khỏi bề mặt kim loại Công thức hc + Năng lượng phôtôn ánh sáng: = hf = hc + Công thoát electron, giới hạn quang... sóng ánh sáng phát quang dài bước sóng ánh sáng kích thích: hq > kt + Laze: Là nguồn sáng phát chùm sáng cường độ lớn dựa ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng + Đặc điểm tia laze: Tia laze chùm sáng. .. khoan, cắt vật liệu, ngắm đường thẳng, đo khoảng cách, … Cơng thức hc + Năng lượng kích hoạt giới hạn quang điện trong: A = + Đặc điểm ánh sáng phát quang: pq > kt hay fpq < fkt hc + Công suất