Giáo án Chương 8 Vật lý 12

Tấn Hiền Ngàysoạn 21/2 Tiết: 72 Bài dạy: HIỆN TƯNG QUANG ĐIỆN I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh nắm được Qua tiết học học sinh giúp học sinh II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: TL Nội dung Phương pháp Bổ sung 1.Thí nghiệm Hen Xơ; -Thí nghiệm; (sgk) -Kết luận : Khi chiếu một chùm sáng thích hợp vào tấm kim loại nó làm cho các eléctrôn ở mặt lim loại bức ra . Dó gọi là hiện tượng quang điện. 2.Thí nghiệm tế bào quang điện: -Cấu tạo: (sgk) -Kết luận: +Khi chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng ngắn thì trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện . Gv: Thực hiên thí nghiệm điện nghiệm và đặc vấn đề: Khi cho điện nghiệm tích điện âm thì hiện tượng gì sẩy ra ở các lá kim loại? Hs: hai lá kim loại xoè ra vì nó tích điện cùng dấu Gv: Khi chiếu vào điện nghiêm ánh sáng thích hợp thì thấyhai lá kim loại xếp lại hãy giải thích vì sao? Hs: Lúc này điện nghiệm mất điện tích âm. Gv: Kết luận: nếu chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp thì làm các e - ở tấm kiêm loại bò bức ra hiện tượng này gọi là hiện tượng 66 Tấn Hiền { [ { { { { +Đối với mỗi lim loại làm catốt khi ánh sáng có bước sóng λ<λ o nào đó thì mới có hiện tượng quang điện . +Cường độ dòng quang điện tỷ lệ với cường độ chùm ánh sáng kích thích +Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bước sóng kích thích. quang điện Gv: trình bày cấu tạo tế bào quang điện và mô tả kết quả thí nghiệm - khi thay đổi hiệu điện thế đặc vào tế bào quang điện thì thấy cường độ dòng quang điện thay đổi theo đồ thò sau: I I gh U h O U 1 U -Khi I= 0 thì hiệu điện thế U =U h vì khi đó hiệu điện thế giữa anốt và catốt < 0làm cho các e không duy chuyển từ catốt sang anốt do đó không có dòng điện -Khi hiệu điện thế tăng từ U h đến U 1 thì cường độ dòng quang điện tăng đến giá trò giới hạn -Khi U > U 1 thì cường độ dòng điện đạt giá trò bảo hoà 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại các kết luận trong thí nghiệm trong tế bào quang điện. 2.Hướng dẫn bài tiếp theo Tìm hiểu các đònh luật quang điện và cách giải thích các đònh luật bằng thuyết lượng tử DUYỆT CUẢ LÃNH ĐẠO 67 Tấn Hiền Ngàysoạn 23/2 Tiết: 73 Bài dạy: THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh nắm được : -Các đònh luật quang điện -Thuyết lượng tử -Giải thích các đònh luật quang điện bằng thuyết lượng tử Qua tiết học học sinh giúp học sinh hiểu rõ bản chất hiện tượng quang điện II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: Hãy trình bày lại các kết luận trong thí nghiệm trong tế bào quang điện. TL Nội dung Phương pháp Bổ sung 1.các đònh luật quang điện: -Đònh luật 1 (sgk) -Đònh luật 2 (sgk) -Đònh luật 3 (sgk) 2.Thuyết lượng tử: 3.Giải thích đònh luật quang điện bằng thuyết điện tử : Gv: Cho học sinh nêu các kết luân trong thí nghiệm tế bào quang điện từ đó tổng hợp và đưa ra ba đònh luật quang điện Gv: đặt vấn đề : các đònh luật quang điện mâu thuẫn với thuyết sóng -Khi chiếu tia sáng tới catốt điện trường biến thiên lám cho các e kim loại dao động mạnh khi đó làm bức ra các e tạo thành dòng điện do đó hiện tượng quang điên sẩy ra không phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chiếu tới -Để giải thích ba đònh luật quang điện ta đưa ra thuyết lượng tử từ đó giáo viên trình bày thuyết lượng tử Gv:Mỗi nguyên tử có cấu tạo như thế nào ? Hs: Nguyên tử cấu tạo gồm hạt nhân mang điện tích dương xung quanh là các e chuyển 68 Tấn Hiền -Theo Anhxtanh chùm sáng gồm nhiều hạt mỗi hạt gọi là Phôtôn có năng lượng ξ =hf Mỗi hạt này làm bức một e hf =A +mv 2 omax /2 do đó động năng ban đầu phụ thuộc tần số f của ánh sáng. -Để có hiện tượng quang điện 0 λλ λ =≤⇒≥ A hc A hc Vậy để có hiện tượng quang điện thì bước sóng ánh sáng chiếu tới có 0 λλ ≤ -Ta thấy cường độ dòng quang điện tỷ lệ với số eléctrôn bức ra mà số eléctrôn bức ra tỷ lệ với số phôtôn đập vào mà số phôtôn đập vào tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu tới Vậy cường độ dòng quang điện tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu tới động theo các lớp giửa các e và hạt nhân có lực hút Gv: để làm bức ra các e thì năng lượng ánh sáng phải đủ thắng được lực hút hạt nhân do đó nó thực hiện công thoát A và phần năng lượng còn lại nó tạo động năng bang đầu cho các e vậy theo đònh luật bảo toan năng lượng ta có: hf =A +mv 2 omax /2 Để làm bức các e thì năng lượng mỗi phôtôn phải thoả: 0 λλ λ =≤⇒≥ A hc A hc giá trò này gọi là giới hạn quang điện Củng cố: nh sáng tồn tại hai bản chất : -Tính chất sóng thể hiên trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng hai khe sáng . -Tính chất hạt thể hiện trong thí nghiệm tế bào quang điện . Vậy ánh sáng tồn tại hai loại sóng và hạt gọi là lưỡng tính sóng hạt . BÀI TẬP * Catốt tế bào quang điện có công thoát 1,8 ev . Khi chiếu vảo tế bào ánh sáng có bước sóng 0,3µm -Tìm U h -Tìm vận tốc ban đấu các e. -Cường độ dòng điện cực d8ại 2mA hiệu suất quang điện là 50% tìm số phô tôn đập vào catốt trong mỗi giây . 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại các đònh luật quang điện và cách giải thích các đònh luật bằng thuyết lượng tử 2.Hướng dẫn bài tiếp theo Giải các bài tập sách giáo khoa chuẩn bò tiết sau tiết bài tập DUYỆT CUẢ LÃNH ĐẠO Ngàysoạn 23/2 Tiết:74 Bài dạy:BÀI TÂP I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh rèn luyện kỉ năng vận dụng công thức và các đònh luật quạng điện để giải bài tập sách giáo khoa. II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 69 Tấn Hiền -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: -Phát biểu ba đònh luật quang điện -Giải thích ba đònh luật bằng thuyết lượng tử. TL Nội dung Phương pháp Bổ sung Bài Tập 4: Biết λ 0 =0,5.10 -6 m λ = 0,25.10 -6 m Áp dụng phương trình Anhstan hf =A + E đ với : λ λ c hhf hc A o = = ) 11 ( 2 max0 2 o m hc V λλ −=⇒ ) 11 ( 2 max0 o m hc V λλ −=⇒ ) 10.5,0 1 10.8,0 1 ( 10.1,9 10.623,6.2 6631 34 max0 −−− − −= ⇒ V =9,34.10 5 m/s Bài Tập 5: Biết λ 0 =0,66.10 -6 m λ = 0,33.10 -6 m Áp dụng phương trình Anhstanh Gv: hệ thống kiến thức -công thức Anhstanh hf =A + E đ Với E đ = mv 2 o max /2 f= c /λ A công thoát -Để có hiện tượng quang điện thì bước sóng ánh sáng chiếu tới λ ≤ λ 0 với λ 0 gọi là giới hạn quang điện -Để làm triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu điện thế đặt vào catốt và anốt U AK ≤ -U h Với e U h = mv 2 o max /2 70 Tấn Hiền hf =A + E đ Với λ λ c hhf hc A o = = Và E đ = eU h ) 11 ( o h e hc U λλ −=⇒ ⇒ ) 66,0 10 33,0 10 ( 10.6,1 10.3.10.625,6 66 19 834 −− − − −= h U =1,88V Gv: Động năng ban đầu cực đại của các eléc tron liên hệ với hiệu điện thế U h bằng công thức nào? Tại sao? Hs: dộng năng ban đầu và hiệu điện thế hãm liên hệ theo công thức : e U h = mv 2 o max /2 Vì áp dụng đònh lí động năng ta có: E đ2 -E đ1 =A vì dộng năng ban đầu bằng không suy ra e U h = mv 2 o max /2 Với công A là công điện trường nên A =q U 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại các đònh luật quang điện . 2.Hướng dẫn bài tiếp theo: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạc động pin quang điện ? Hiện tượng quang dẫn là gì? DUYỆT CUẢ LÃNH ĐẠO Ngàysoạn 27/2 Tiết: 75 Bài dạy: QUANG TRỞ - PIN QUANG ĐIỆN I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh nắm được : -Thế nào là pin quang điện -Phân biệt hiện tượng quang điện bên trong và quang điện bên ngoài Qua tiết học học sinh giúp học sinh hiểu rõ nguyên lí pin quang điện II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: hiện tượng quang điện là gì? 71 Tấn Hiền TL Nội dung Phương pháp Bổ sung 1.Hiên tượng quang dẫn: -Hiện tượng giảm mạnh điện trởcủa chất bán dẫn khi chiếu ánh sáng gọi là hiện tượng quang dẫn. -Hiện tượng quang dẫn sẩy ra không đồi phô tôn phải có năng lượng lớn do đó tia hồng ngoại cũng có hiện tượng quang dẫn 2.Pin quang điện: -Pin quang điện là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi Gv: Chất bán dẫn là gì? Hs:Chất bán dẫn là những chất bình thường không có các electron tự do như Si, Ge… khi có tác nhân thích hợp các eléc tron bò bức ra tạo thành các eléctron tự do . GvKhi dùng phôtôn có năng lượng E=hf chiếu tới bán dẫn làm bức các elétron liên kết tạo thành các eléc tron tạo thành electron tự do khi đó chất bán dẫn có tính dẫn điện và điện trở của chất bán dẫn giảm xuống Vậy hiện tượng quang dẫn là gì? Hs: Hiện tượng giảm nhanh điện trơ chất bán dẫn khi có ánh sáng chiếu tới Gv: Hãy phân biệt hiện tượng quang điện bên trong và hiện tượng quang điện bên ngoài? Hs: Hiện tượng bức bức eléc tron ra khoải kim loại khi có phôtôn chiếu tới gọi là hiện tượng quang điện bên ngoài Hiện tượng bức các eléc tron liên kết tạo thành các eléctron tự do bên trong chất bán dẫn khi có phôtôn chiếu tới gọi là quang dẫn bên trong Gv: Trìh bày cấu tạo loại pin quang dẫn đơn giản nhất là pin Cu 2 0 72 Tấn Hiền trực tiếp thành điện năng. -Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện bên trong . sẩy ra trong một chất bán dẫn -Ứng dụng : *Pin mặt trời lắp trong máy tính bỏ túi *Pin quang điện được sử dụng trên các vệ tinh nhân tạo. Củng cố: -Phân biệt hai loại quang điên là quang điện bên tron và quang điện bên ngoài -Thế nào là hiện tượng quang dẫn 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại hiện tượng quang dẫn và pin quang điện 2.Hướng dẫn bài tiếp theo Tìm hiều mẫu nguyên tử Bo và giải thích sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử hrô DUYỆT CUẢ LÃNH ĐẠO Ngàysoạn 29/2 Tiết: 76 Bài dạy: MẪU NGUYÊN TỬ BO ỨNG DỤNG CỦA YTUYẾT LƯNG TỬ TRONG NGYÊN TỬ HRÔ I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh nắm được : -Mẫu nguyên tử Bo -Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử hrô Qua tiết học học sinh giúp học sinh hiểu rõ sự tạo thành quang phổ vạch. II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ? TL Nội dung Phương pháp Bổ sung 1.Mẫu nguyên tử Bo: -Tiên đề về trạng thái dừng (sgk) Gv: giáo viên nêu khó khăn về dùng mẫu ành tinh ngyên tử của Rơdơpho để giải thích sự 73 Tấn Hiền -Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng nguyên tử. (sgk) -Theo Bo cho rằng bán kính lớp K (n=1) là R=r 0 (r 0 =5,3.10 -11 m) ở lớp thứ n R=n 2 .r 0 2.Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử hrô: -Khi eléc tron ở lớp K kích thích hấp thụ năng lượng nhảy lên mức năng lượng cao hơn và tồn tại ở đây khoảng 10 -8 ssau đó nhảy xuống mức năng lượng thấp hơn và phát ra phôtôn hf=E m - E n (m<n) Q P O N M L tạo thành quang phổ vạch của ngyên tử hrô từ đó trình bày mẫu ngyên tử Bo. Hs: Đọc hai tiên đề Bo . Tiên đề về trạng thái dừng .Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng nguyên tử Gv : Giải thích hai tiên đề Bo theo quan điểm thuyết lượng tử. Gv: quang phổ vạch là gì? Hs: Quang phổ vạch là quang phổ hấp thụ những vạch mảu riêng biệt dán đoạn Gv:giáo viên trình bày lại quang phổ vạch của nguyên tử hrô từ đó dựa các tiên đề bo để giải thích :-nguyên tử hrô có một eléctron lớp vỏ ngoài cùng khi bò kích thích các electrôn này nhảy lên mức năng lượng cao hơn (lớp K, L,M,N,O …) -Thời gian tồn tại ở các lớp này rất ngắn khoảng 10 -8 scác electrôn nhảy xuốn lớp thấp hơn phát ra phôtôn. -Mỗi phôtôn có năng lượng xác đònh hf=E m - E n (m<n) do đó có bước sóng xác đònh nên có một vạch màu riêng biệt. -quang phổ thu được của nguyên tử hrô là những vạch mảu riêng biệt dán đoạn Củng cố: Nắm lại hai tiên đề Bo Bài tập *: Một ống Rơghen phát ra tia rơnghen có bước sóng nhỏ nhất là 2.10 -10 m a.Tìm năng lượng của phôtôn b.Tìm hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Rơnghen. c.dòng điện trong ống Rơnghenlà 0,001A tìm số eléctrôn đập vào đối âm cực trong mỗi phút? Hướng dẫn: p dụng phương trình Anhstan E đ =hf + Q Với f =c/ λ Vậy bước sóng nhỏ nhất khi f lớn nhất do đó Q=0 Nên E đ =hf suy ra năng lượng Phôtôn E =hf =hc/λ 74 Tấn Hiền K Lyman Banme Pan me p dụng đònh lí động năng và công thức công của điện trường để tìm hiệu điện thế giữa anốt và catốt 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại mẫu nguyên tử Bo và giải thích sự tạo thành quang phổ vạch nguyên tử hrô 2.Hướng dẫn bài tiếp theo Giải bài tập sách giáo khoa chuẩn bò tiết sau tiết bài tập DUYỆT CUẢ LÃNH ĐẠO Ngàysoạn 2 /3 Tiết:77-78 Bài dạy:BÀI TÂP I.MỤC TIÊU: Giúp học sinh rèn luyện kỉ năng vận dụng công thức trong chương 8 để giải bài tập sách giáo khoa. II.TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: -Ổn đònh tổ chức: Kiểm tra só số -Kiểm tra bài cũ: -Phát biểu hai tiên đề Bo -Giải thích sự tạo quang phổ vạch của nguyên tử hrô. TL Nội dung Phương pháp Bổ sung BT3:Theo tiên đề Bo ta có: E 3 –E 2 = 32 λ hc (1) Với λ 32 =0,6563µm E 4 –E 2 = 42 λ hc (2) Với λ42=0,486µm E 5 –E 2 = 52 λ hc (3) Với λ 52 =0,434µm Giáo viên hệ thống lại kiến thức về thuyết Bo : -Cấu tạo của vỏ nguyên tử hrô. -các mức năng lượng phân bố theo Bo. -Quá trình phát ra quang phổ vạch theo thuyết Bo hf=E m - E n (m<n) Gv:hãy cho biết H α H β H γ H δ trong dãy Laiman là gì? Hs:- H α làbước sóng cùa ánh sáng khi các 75 [...]... A= =A 6,625.10 −34.3.1 08 = 23.10 20 (J) −6 0,76.10 b.theo phương trình Anhstanh ta có: hc = A + Ed λ ⇒ eléctron chuyển từ mức năng lượng M xuống mức năng lượng L - Hβ làbước sóng cùa ánh sáng khi các eléctron chuyển từ mức năng lượng N xuống mức năng lượng L - Hγ làbước sóng cùa ánh sáng khi các eléctron chuyển từ mức năng lượng O xuống mức năng lượng L -H δ làbước sóng cùa ánh sáng khi các eléctron... học sinh giải bài tập 3 sách giáo khoa nhưng chú ý: Cách lập phương trình theo các tiên đề của Bo Gv: Để tìm công thoát của catố tế bào quang điện ta sử dụngcông thức nào? Cho học sinh lên bảng giải câu a Hs: giải Gv:tương tự câu b,c hãy phân tích cách giải giáo viên đònh hướng cách giải và sửa sai và cho học sinh lên bảng giải Riêng câu d giáo viên nhắt lại kiến thức vật lí lớp 10 về công thức đònh... ngược chiếu điện trườngvề catốt và tăng tốt trong điện trường do đó khi đập vào anốt có vận tốc khác không Tấn Hiền Ed = 77 −34 8 6,625.10 3.10 − 23.10 20 = 47.10 20 0,33.10 −6 (J) c.Ta có eUh = suy ra Uh= 2,3V d.p dụng đònh lý động năng ta có 2-1=eUh Suy ra : Vt = 0,7.108m/s 1.Hướng dẫn bài vừa học: Nắm lại các tiên đề của Bo 2.Hướng dẫn bài tiếp theo: Tìm hiểu cấu tạo nguyên tử và hạt nhân nguyên...Tấn Hiền 76 hc E 6 –E 2 = λ 32 (4) với λ62=0,4102µm Lấy (1)-(2) vế theo vế ta suy ra λ43=1,0939µm Lấy (1)-(5) vế theo vế ta suy ra λ53=1, 281 µm Lấy (1)-(4) vế theo vế ta suy ra λ43=1 ,87 4µm BT*: dùng bức xạ có λ=0,32µm đến đập vào tế bào quang điện có giới hạn quang điệnλ0 =0,76µm a.Tìm công thoát b.tìm động năng ban đầu cực đại của các eléctrôn c.Để làm triệt . ánh sáng tồn tại hai loại sóng và hạt gọi là lưỡng tính sóng hạt . BÀI TẬP * Catốt tế bào quang điện có công thoát 1 ,8 ev . Khi chiếu vảo tế bào ánh sáng. thuộc tần số f của ánh sáng. -Để có hiện tượng quang điện 0 λλ λ =≤⇒≥ A hc A hc Vậy để có hiện tượng quang điện thì bước sóng ánh sáng chiếu tới có 0 λλ