Giáo án Vật lý 12 bài 30: Hiện tượng quang điện, Thuyết lượng tử ánh sáng

   !"#$# %&'( !)*+( *,% !"#$# -./01234567718917:/;<=17> 817?;<@1/A7B7189117;<7:/=1 C C _ 4 4 5 5 ?;<8. ?;<8. D( !)*+( EDThí nghiệm của Hec về hiện tượng quang điện: -891FG81HI8/7><7J/KL@77M HEINRICH HERTZ (1857-1894) HEINRICH HERTZ (1857-1894) Từ những nội dung trên người ta đã rút ra được định nghĩa sau 1.Thí nghiệm Hec xơ: 2. Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoài ) C C _ 4 4   5 5 Tĩnh điệ Tĩnh điệ n k n k ế ế 17N 17N 7 7 3. Nhận xét: -./O/01245FG1P7717Q7 7><7J7/K8RL@ -A7BFA/LI7SI=<7J5;<T 891U/V2>77>8R A K + -               II. Định luật về giới hạn quang điện: * Định luật : Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λo của kim loại đó, mới gây được hiện tượng quang điện WXYλZH[I5;</N81HID[I 5;</N1\81HIH;]/7/N81HI;^ ChÊt B¹c +4 KÏm Nh«m Canxi Natri Kali Xesi λo 0,26 0,30 0,35 0,36 0,75 0,50 0,55 0,66 Các ánh sáng có λ khác nhau chiếu vào KL thì sao ? Cùng ánh sáng λ chiếu vào các KL khác nhau thì sao ? Từ hai điều trên ta có thể rút ra ĐL sau Các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì có trường hợp xảy ra HTQĐ, có trường hợp thì không Cùng một ánh sáng đơn sắc nhưng các kim loại khác nhau thì cũng có trường hợp xảy ra và có trường hợp không xảy ra HTQĐ D*,% !"#$# ED@7.7H_ Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf ;^`H7a2b2Fc6 7d  ;J/ 67 LIU  H G 2b H_D eDJ7S_HJ fLH/8 gEh&h-Eijkl 34 6,625.10 hf h Js ε − = = Ta có J_HJ`ZHHJ7S _HJgεl D*,% !"#$# 'D.7HJ7S2 l#2;J/7I7FT//I7ZH //6R7R Fl[1\2;2O//^7a2b`U //6R7R;mbU1\6R7R1 _HJFG` /l/=8RU6R7RF[7b/;P/n'DEo h 1p23Z/ 7q//72 3Df\Ha7S6=7S67LI]/67d 27>/X6767d1P76R7R HFq7r27q gEhki-Ei&&l D*,% !"#$# jD@7:/;cHs7m[I5;< FG7.7HJ7S2 <7J5;<L@3qHq/7781HI6 7d6R7R/N28:/7:/ fbqHq/7FA78B1]781HI7>_HJ/N 6R7R28:/7:/6@H[]/FG/R 77 `t c h A λ ≥ hc A λ ⇒ ≤ 0 hc A λ = 0 λ λ ≤ +]7 /^ u c c f f λ λ = => =  IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG ` -:/72^/N2 giao thoa, nhiễu xạ… IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG ` -:/72^/N2giao thoa, nhiễu xạ… -:/7I7/N2 hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên… W#2v/^7:/72^Uv/^7:/7 VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I MỤC TIÊU: - Hiểu nhớ khái niệm: tượng quang điện, êlectron quang điện, dòng quang điện, giới hạn quang điện, dòng quang điện bão hòa, hiệu điện hãm - Hiểu nội dung nhận xét kết TN khảo sát định lượng tượng quang điện - Hiểu phát biểu định luật quang điện - Nắm nội dung thuyết lượng tử ánh sáng vận dụng để giải thích định luật quang điện - Nắm công thức Anh-xtanh để giải tập tượng quang điện II CHUẨN BỊ: Giáo viên: Vẽ giấy khổ lớn Hình 59.2 59.3 SGK Học sinh: Ôn lại kiến thức công lực điện trường, định lí động năng, khái niệm cường độ dòng điện bão hòa (SGK Vật lí 11) III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC: Hoạt động học sinh Hoạt động 1: HS: Học sinh quan sát thí nghiệm HS: Hồ quang điện Hoạt động giáo viên GV: Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm 59.1 GV: Hãy kể tên mot số nguồn phát tia tử ngoại? GV: Hai điện nghiệm khép lại chứng tỏ điều gì? HS: Tấm kẽm điện tích âm GV: Nếu kẽm mang điện dương tượng có xảy không? HS: Không xảy GV: Nếu chắn chùm tia hồ quang thủy tinh không màuthì hai VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí điện nghiệm nào? HS: Không bị cụp lại: kẽm không điện tích âm GV: Hiện tượng quang điện gì? GV: Electron quang điện gì? HS: Nêu định nghĩa GV: Tại dòng điện xuất mạch dòng quang điện? HS: Nêu định nghĩa GV: 0 có tên gọi gì? Hoạt động 2: GV: Khi UAK = dòng quang điện có xuất mạch không? HS: Xuất hiện tượng quang điện GV: Khi UAK =  Uh dòng quang điện có xuất mạch không? HS: Giới hạn quang điện GV: Uh có tên gọi gì? HS: Có nhỏ GV: Giữ nguyên bước sóng , tăng cường độ sáng chiếu vào catốt dòng quang điện nào? HS: Không GV: Khi có dòng quang điện? HS: Hiệu điện hãm GV: Dòng quang điện dòng chuyển dời có hướng hạt nào? HS: Cường độ dòng quang điện bão hòa tăng GV: Động electron quang điện có đặc điểm gì? Hoạt động 3: HS:  < 0 GV: Viết công thức động ban đầu cực đại electron quang điện? HS: Electron quang điện GV: Giới thiệu định luật thứ nhất? HS: Khác Hoạt động 4: HS: Học sinh xem SGK trang 253 HS: Thí nghiệm Hertz HS: Học sinh xem SGK trang 353 GV: Định luật rút từ kết TN nào? GV: Yêu cầu HS xem bảng giới hạn quang điện số kim loại? GV: Nêu nhận xét trị số o kim loại khác nhau? GV: Nếu TN Héc không dùng kẽm mà dùng kali xesi kết thu có điều khác? GV: Giới thiệu định luật thứ hai? GV: Định luật rút từ kết VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí TN nào? HS: Khác GV: Cường độ chùm sáng gì? HS: Không xảy tượng quang điện GV: Giới thiệu định luật thứ ba? GV: Thuyết điện từ ánh sáng không giải thích gì? Hoạt động 5: HS: Học sinh xem SGK trang 254 HS: Thí nghiệm tế bào quang điện HS: Học sinh trả lời HS: Học sinh xem SGK trang 254 HS: Thí nghiệm tế bào quang điện HS: Hiện tượng quang điện HS : Học sinh xem SGK trang 254 HS: Học sinh xem SGK trang 255 HS: Rất nhỏ mv0max Hoạt động 8: c  GV: Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng Einstein? GV: Hãy tính lượng phôtôn ứng với ánh sáng đỏ? Nêu nhận xét? GV: Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình Einstein? Hoạt động 7: HS : Ta có : hf ≥ A hay h (GV gợi ý HS ý đến đặc tuyến vôn – ampe đường cong 2) tế bào quang điện lưu ý đến công thức (59.1) SGK GV: Trình bày giả thuyết lượng tử lượng Plăng? Hoạt động 6: HS: hf  A  GV: ĐL rút từ kết TN nào? ≥ A Từ GV: Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định luật 1? GV: Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định luật 2? VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí suy :  ≤ o, với o = h c A HS: Với chùm sáng có khả gây tượng quang điện, số êlectron quang điện bị bật khỏi mặt catôt đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt thời gian Số phôtôn tỉ lệ với cường độ chùm sáng tới Mặt khác cường độ dòng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật khỏi catôt đơn vị thời gian Từ suy ra, cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng chiếu vào catôt IV NỘI DUNG: Hiện tượng quang điện a) Chiếu tia tử ngoại vào kẽm ban đầu tích điện âm kẽm bị điện tích âm Tia tử ngoại làm bứt êlectron khỏi b) Các thí nghiệm với kim loại khác dẫn đến kết luận sau Hiện tượng gọi tượng quang điện Các êlectron bị bật gọi êlectron quang điện Thí nghiệm khảo sát định lượng tượng quang điện a) Thí nghiệm b) Kết thí nghiệm + Khi UAK > 0, chiếu chùm ánh sáng có bước sóng, mạch xuất dòng điện gọi dòng quang điện Nhỏ trị số o; o : giới hạn quang điện Các định luật quang điện a) Định luật quang điện thứ Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ bước sóng  o  o gọi giới hạn quang điện kim loại: VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí  ≤ o b) Định luật quang điện thứ hai Đối với ánh sáng thích hợp (có  ≤ o) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích c) Định luật quang điện thứ ba Động ban đầu cực đại êlectron quang điện không phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc bước sóng ánh sáng ... BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CUỘC THI THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E-LEARNING Bài giảng HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Chương trình Vật lí, Lớp 12 Giáo viên: Lưu Văn Sơn Haanh.luuson@gmail.com Điện thoại: 0972043033 TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN TỈNH Thành phố Điện Biên Phủ, Tỉnh Điện Biên Tháng 12/2013 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 30 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện Hein Rudolf Hertz (22.2.1857– 1.1.1894) là một nhà vật lý người Đức. Tên của ông được dùng để đặt tên cho đơn vị đo tần số Hertz (Hz) + - + - + - Zn - - - - - - - - - - - - - - - - - - Góc lệch của kim tĩnh điện kế giảm chứng tỏ điều gì ??? 2. Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài). Các electron bật ra đó gọi là quang electron hay electron quang điện. + - + - + - Zn G - - - - - - - - - - - - - - - - - - Góc lệch của kim tĩnh điện kế không thay đổi Không làm bật electron khỏi tấm kẽm Tấm thủy tinh có tác dụng gì ??? - Bức xạ tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm, còn ánh sáng nhìn thấy được thì không. SONY Đối với mỗi kim loại, điều kiện để gây ra được hiện tượng quang điện là gì ? II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN * Nội dung định luật: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện. * Bảng 30.1 Giới hạn quang điện của một số chất Chất Bạc Đồng Kẽm Nhôm Canxi Natri Kali Xesi λ 0 (μm) 0,26 0,30 0,35 0,36 0,75 0,50 0,55 0,66