Bài 50: Thuyết lượng tử và các định luật quang điện

Giáo viên thực hiện: Đàm Ngọc Hiên. Môn: Vật lý. Hiện tượng quang điện là gì? Nêu những kết quả của thí nghiệm với tế bào quang điện ? hợp (có λ ngắn) vào mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các e - ở bề mặt kim loại đó bật ra. °Giá trò của U h ứng với mỗi kim loại dùng làm K hoàn toàn không phụ thuộc vào I chùm ánh sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào λ của chùm ánh sáng đó. * Hiện tượng quang điện: Khi chiếu một chùm ánh sáng thích * Những kết quả của thí nghiệm với tế bào quang điện: °Với mỗi kim loại dùng làm K, ás kích thích phải có λ nhỏ hơn giới hạn λ o nào đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện. °I dòng quang điện bão hoà ∼ với I chùm ás kích thích. °S ph thu c I vào Uự ụ ộ AK → đường đặc trưng Vôn –Ampe. THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN a) Đònh luật quang điện thứ nhất. b) Đònh luật quang điện thứ hai. c) Đònh luật quang điện thứ ba. a) Các đònh luật quang điện hoàn toàn mâu thuẫn với tính chất sóng của ánh sáng. 3. Giải thích các đònh luật quang điện bằng thuyết lượng tử. 4. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng. Tiết 73. 1. Các đònh luật quang điện. 2. Thuyết lượng tử. b) Thuyết lượng tử. THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN 1) Các đònh luật quang điện a) Đònh luật quang điện thứ nhất Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt có một bước sóng giới hạn λ o nhất đònh gọi là giới hạn quang điện. Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng λ của ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện (λ ≤ λ o ). Để xảy ra hiện tượng quang điện thì: o λ λ ≤ b) Đònh luật quang điện thứ hai Với ánh sáng kích thích có λ ≤ λo thì cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích. I qđbh ∼ I askt c) Đònh luật quang điện thứ ba Động năng ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm ánh sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại dùng làm catốt. omax đ W Không phụ thuộc I chùm as kt Phụ thuộc λ as kt , bản chất kim loại làm catốt. Theo đònh lý động năng: omax đ W = eU h Tiết 73 2) Thuyết lượng tử. a) Các đònh luật quang điện hoàn toàn mâu thuẫn a) Các đònh luật quang điện hoàn toàn mâu thuẫn với tính chất sóng của ánh sáng. với tính chất sóng của ánh sáng. b) Thuyết lượng tử b) Thuyết lượng tử M. Plăng nhà vật lí Đức M. Plăng nhà vật lí Đức (1858-1947) đã phát minh (1858-1947) đã phát minh ra thuyết lượng tử. Đạt giải ra thuyết lượng tử. Đạt giải thưởng Nobel 1918. thưởng Nobel 1918. Theo thuyết sóng ánh sáng có cường độ lớn → điện trường biến thiên mạnh → các e dao động mạnh → bật ra và tạo thành dòng quang điện mạnh. omax đ W ∼ cường độ chùm sáng kích thích Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục, mà thành từng phần riêng biệt đứt quãng. Mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác đònh, có độ lớn là ε = hf, trong đó, f là tần số của ánh sáng mà nó phát ra, còn h là một hằng số gọi là hằng số Plăng h=6,625.10 -34 J.s. Mỗi phần đó gọi là một lượng tử ánh sáng. Một lượng tử năng lượng có độ lớn: ε = hf h : là hằng số Plăng (h = 6,625.10 -34 J.s) f : tần số của bức xạ. Ví dụ Ví dụ Bước sóng λ (m) Tần số f (Hz) c f λ = Lượng tử năng lượng(J) ε = hf Tím Đỏ λ = 0,4.10 -6 m 14 7,5.10 Hz λ = 0,76.10 -6 m − 19 4,968.10 J 14 3,947.10 Hz − 19 2,615.10 J ás đơn sắc 3) Giải thích các đònh luật quang điện bằng thuyết lượng tử. + Coi chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn, mỗi phôtôn ứng với một lượng tử ánh sáng. + Mỗi phôtôn bò hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng cho electrôn. * Đối với các e - nằm ngay trên bề mặt kim loại thì năng lượng này dùng vào 2 việc: + Cung cấp cho e - công thoát A. + Cung cấp cho e - đó một ° Công thức Anhxtanh: omax đ W 2 max 2 O mv hf A = + * Giải thích đònh luật quang điện thứ nhất: Ta có λ ≥ c h A λ = o c h A Đặt Nếu hf < A λ ⇒ ≤ c h A hay = + 2 max 2 O mv hf A Vậy, để xảy ra hiện tượng quang điện thì: hf ≥ A o λ λ ≤ thì hiện tượng quang điện không xảy ra , ta có * Giải thích đònh luật quang điện thứ hai: Với ánh sáng kích thích có λ ≤ λ O Số e - bật ra khỏi catôt/1s ∼ I chùm ás kích thích. I qđbh ∼ số e - bật ra khỏi catốt/1s. I qđbh ∼ I askt [...]... ion thoa sắc xuyên điện Hiện hoá phát quang * Bài vừa học: 1) Ba đònh luật quang điện 2) Nội dung thuyết lượng tử 3) Giải thích 3 đònh luật quang điện bằng thuyết lượng tử 2 c mvO max λo = h ;hf = A + ;Wđomax = eU h 2 A 4) Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng * Hướng dẫn học ở nhà: + Làm bài tập 3, 4, 5/ 195 (SGK); 8.8, 8.10/ 74 (SBT) + Thử dùng thuyết sóng để giải thích đònh luật quang điện 2 có phù hợp... A.EINSTEIN nhà vật lý Mỹ, gốc Đức Đã giải thích hiện tượng quang điện và phát minh ra thuyết tương đối Đạt giải thưởng Nôben 1922 Theo Otto Frisch “Phẩm chất bao trùm tính cách của ơng là sự khiêm tốn vĩ đại và thật sự Khi một người nào đó phản đối ơng, ơng suy nghĩ thật cẩn thận và nếu tìm thấy ơng đã sai, ơng rất vui mừng vì đã thấy được sai lầm và hiểu biết thêm một chút” Robert Oppenheimer viết “Einstein... thích đònh luật quang điện thứ ba: Ta có: 2 O max mv hf = A + 2 2 O max mv ⇒ 2 mà ⇒ Wđomax = hf − A c A=h λo 2 mvO max c c = = h −h 2 λ λo Vậy Wđomax phụ thuộc vào λ as kt và bản chất của kim loại dùng làm catốt (λ O ) 4) Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng ÁNH SÁNG CÓ LƯỢNG TÍNH SÓNG HẠT λ dài λ ngắn Tính chất sóng Tính chất hạt Hiện Khả Tác Tác Tác tượng tượng năng dụng dụng dụng giao tán đâm quang ion... là một người đầy nhân tính.Thật sự, nếu cần phải chọn một từ để miêu tả thái độ của ơng đối với các vấn đề con người, tơi sẽ chọn từ tiếng Phạn Ahinsa, nghĩa là khơng làm hại ai, vơ hại Ơng nghi ngờ quyền lực; ơng khơng có lối trò chuyện của các chính khách và các người nắm quyền lực phù hợp với Rutherford và Bohr, có lẽ là hai nhà vật lí của thế kỷ này nổi tiếng gần bằng ơng… . 1. Các đònh luật quang điện. 2. Thuyết lượng tử. b) Thuyết lượng tử. THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC THUYẾT LƯNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. LUẬT QUANG ĐIỆN ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN a) Đònh luật quang điện thứ nhất. b) Đònh luật quang điện thứ hai. c) Đònh luật quang điện thứ ba. a) Các đònh luật quang