µ Giáo án Vật lí 12 µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang Chương LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Ngày 1/2/2011 Tiết 53-Tuần 27 Bài 30 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ I MỤC TIÊU - Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện nêu định nghĩa tượng quang điện - Phát biểu định luật giới hạn quang điện - Phát biểu giả thuyết Plăng viết biểu thức lượng tử lượng - Phát biểu thuyết lượng tử ánh sáng nêu đặc điểm phôtôn - Vận dụng thuyết phôtôn để giải thích định luật giới hạn quang điện - Nêu lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng II CHUẨN BỊ Giáo viên: Bộ thí nghiệm tượng quang điện (nếu có) Một số mẫu chuyện vui đời thuyết lượng tử thái độ nhà khoa học thời trước ý kiến có tính chất táo bạo Plăng gián đoạn lượng Học sinh: III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động : Ổn định lớp Hoạt động : Kiểm tra cũ Hoạt động : Tìm hiểu tượng quang điện Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Vẽ hình minh hoạ mô tả thí nghiệm -Vẽ hình thí nghiệm vào tập học I Hiện tượng quang điện Héc (1887) nghe gv mô tả thí nghiệm Thí nghiệm Héc tượng quang điện - Zn Chiếu ánh sáng hồ quang vào kẽm tích điện âm làm bật êlectron khỏi mặt kẽm Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật êlectron khỏi mặt kim loại gọi - Góc lệch tĩnh điện kế giảm → chứng tỏ - Tấm kẽm bớt điện tích âm → tượng quang điện (ngoài) điều gì? êlectron bị bật khỏi Zn => Không với Zn mà xảy với nhiều kim loại khác - Nếu làm thí nghiệm với Zn tích điện - Hiện tượng xảy ra, e bị dương → kim tĩnh điện kế không bị thay bật bị Zn hút lại → điện đổi → Tại sao? tích Zn không bị thay đổi → Hiện tượng quang điện tượng - HS trao đổi để trả lời ? - Nếu đường ánh sáng hồ quang - Thuỷ tinh hấp thụ mạnh tia tử đặt thuỷ tinh dày → tượng ngoại → lại ánh sáng nhìn thấy→ tia tử ngoại có khả gây không xảy → chứng tỏ điều ? tượng quang điện kẽm Còn ánh sáng nhìn thấy không Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật giới hạn quang điện Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Thông báo thí nghiệm lọc lấy ánh - Ghi nhận kết thí nghiệm từ II Định luật giới hạn quang điện sáng đơn sắc chiếu vào mặt kim loại ghi nhận định luật giới hạn - Đối với kim loại, ánh sáng kích Ta thấy với kim loại, ánh sáng chiếu vào quang điện thích phải có bước sóng λ ngắn (ánh sáng kích thích) phải thoả mãn λ ≤ hay giới hạn quang điện λ0 λ0 tượng xảy kim loại đó, gây - Khi sóng điện tích lan truyền đến kim loại - HS dẫn dắt để tìm hiểu tượng quang điện điện trường sóng làm cho thuyết sóng điện từ ánh sáng - Giới hạn quang điện kim êlectron kim loại dao động Nếu E lớn không giải thích loại đặc trưng riêng cho kim loại (cường độ ánh sáng kích thích đủ mạnh) → - Thuyết sóng điện từ ánh sáng êlectron bị bật ra, sóng điện từ có λ không giải thích mà giải thích thuyết lượng tử Hoạt động 5: Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Khi nghiên cứu thực nghiệm quang phổ - HS ghi nhận khó khăn III Thuyết lượng tử ánh sáng µ Giáo án Vật lí 12 µ Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan µ Trang nguồn sáng → kết thu giải thích kết nghiên cứu giải thích lí thuyết cổ điển → Plăng thực nghiệm → đến giả thuyết cho vấn đề mấu chốt nằm quan niệm Plăng không trao đổi lượng nguyên tử phân tử - Giả thuyết Plăng thực nghiệm xác nhận - Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ gọi lượng tử lượng (ε) - Y/c HS đọc Sgk từ nêu nội dung thuyết lượng tử - HS ghi nhận tính đắn giả thuyết - HS đọc Sgk nêu nội dung thuyết lượng tử - Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Không có phôtôn đứng yên - Dựa giả thuyết Plăng để giải thích định luật quang điện, Anh-xtah đề thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn - Anh-xtanh cho tượng quang điện xảy có hấp thụ phôtôn ánh sáng kích thích êlectron kim loại - Để êlectron khỏi kim loại lượng phải nào? - HS ghi nhận giải thích từ tìm λ ≤ λ0 - Phải lớn công thoát Giả thuyết Plăng - Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định hf; f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số Lượng tử lượng ε = hf h : gọi số Plăng: h = 6,625.10-34J.s Thuyết lượng tử ánh sáng a Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn b Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phôtôn giống nhau, phôtôn mang lượng hf c Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng d Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng - Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền toàn lượng cho êlectron - Công để “thắng” lực liên kết gọi công thoát (A) - Để tượng quang điện xảy ra: hf ≥ A hay h →λ ≤ c ≥A λ hc A Đặt λ0 = hc → λ ≤ λ0 A Hoạt động : Tìm hiểu lưỡng tính sóng - hạt ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Trong tượng giao thoa, phản xạ, khúc xạ - Ánh sáng thể tính chất sóng IV.Lưỡng tính sóng- hạt ánh → ánh sáng thể tích chất gì? sáng Không, tượng quang Ánh sáng có lưỡng tính sóng - Liệu ánh sáng có tính chất sóng? hạt - Lưu ý: Dù tính chất ánh sáng thể điện ánh sáng thể chất hạt ánh sáng có chất sóng điện từ Hoạt động : Giao nhiệm vụ nhà Hoạt động GV Hoạt động HS -Nhắc lại kiến thức học -Nắm kiến thức học - Nêu câu hỏi tập nhà - Ghi câu hỏi tập nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau - Ghi chuẩn bị cho sau ... gì? sáng Không, tượng quang Ánh sáng có lưỡng tính sóng - Liệu ánh sáng có tính chất sóng? hạt - Lưu ý: Dù tính chất ánh sáng thể điện ánh sáng thể chất hạt ánh sáng có chất sóng điện từ Hoạt... sóng - hạt ánh sáng Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Trong tượng giao thoa, phản xạ, khúc xạ - Ánh sáng thể tính chất sóng IV.Lưỡng tính sóng- hạt ánh → ánh sáng thể tích chất gì? sáng Không,... hf; f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số Lượng tử lượng ε = hf h : gọi số Plăng: h = 6,625.10-34J.s Thuyết lượng tử ánh sáng a Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn b Với ánh sáng đơn sắc