Bài giảng hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12

ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 1 Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Đ Đ O O À À N NG N NG Ọ Ọ C H C H À À TR TR Ư Ư Ờ Ờ NG THPT H NG THPT H Ò Ò A B A B Ì Ì NH NH 2 2 - - - - - - - - - - - - - - + + + - - - I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 1.THÍ NGHIỆM Tấm kẽm bị mất điện tích âm. ( êlectron ) Tấm kẽm Zn Tĩnh điện kế Chiếu tia tử ngoại vào 1 tấm kẽm ban đầu tích điện âm. Heinrich Rudolf Hertz Đ Đ O O À À N NG N NG Ọ Ọ C H C H À À TR TR Ư Ư Ờ Ờ NG THPT H NG THPT H Ò Ò A B A B Ì Ì NH NH 3 3 Zn + + + - - - G Chắn chùm tia hồ quang bằng tấm thủy tinh không màu. Tấm kẽm không mất điện tích âm. I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 4 Bbiết kết quả thí nghiệm - Ánh sáng hồ quang đã làm bậc electron ra khỏi tấm kẽm. (không xảy ra đối với ánh sáng nhìn thấy). ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 5 2. Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài). Học sinh đọc câu hỏi C1 ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 6 Zn + + + - - - Chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm ban đầu tích điện dương. → Điện tích của tấm kẽm hầu như không đổi. 1. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI Trả lời C1 (giải thích hiện tượng ? ) ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 7 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN.  Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện  0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.   ≤  0   : Bước sóng của ánh sáng kích thích.   0 : Giới hạn quang điện.( xem bảng 30.1 và giải bài tập 10,11)  Định luật về giới hạn quang điện chỉ cĩ thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng. ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 8 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. 1. Giả thuyết (Planck): Lượng năng lượng mà mỗi lần mỗi nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf, trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là 1 hằng số Planck. 2. Lượng tử năng lượng: Lượng tử năng lượng là € = hf Với h= 6,625.10 -34 j.s là hằng số planck ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 9 3. Thuyết lượng tử ánh sáng(thuyết phôtôn)   Thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn do Einstein đề ra, có nội dung bao gồm:  -Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.  -Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f , các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf.  -Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c=3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng.  -Mỗi lần 1 nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ1 phôtôn.  -Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên.  . ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 10 4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng Mỗi photon bi electron hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho electron. Muốn electron bứt ra khỏi mặt kim loại, phải cung cấp cho nó 1 công để thắng các liên kết , công này gọi là công thoát A.  Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi € ≥A hay hf≥A hay h ≥A =>  ≤ Đặt  0 = là giới hạn quang điện của kim loại thì ≤  0  Giải thích được định luật về giới hạn quang điện.  c A hc A hc [...]... SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG - Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt => ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt = >ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 11 ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 20 12 19 11 17 14 15 18 04 13 01 16 00 03 10 05 06 09 02 07 08 12 . - HẠT CỦA ÁNH SÁNG - Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. - Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt. - => ánh sáng vừa có. BÌNH 9 3. Thuyết lượng tử ánh sáng (thuyết phôtôn)   Thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn do Einstein đề ra, có nội dung bao gồm:  -Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.  -Mỗi ánh. sóng của ánh sáng kích thích.   0 : Giới hạn quang điện. ( xem bảng 30.1 và giải bài tập 10,11)  Định luật về giới hạn quang điện chỉ cĩ thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng. ĐOÀN