Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng Người đăng: Nga Nguyễn Ngày: 04012018 Có thể làm cho các electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại bằng cách nung nóng hoặc dùng các ion để bắn phá. Còn có cách nào khác làm cho các electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại không? Để trả lời câu hỏi trên, tech12h gửi tới bạn đọc bài Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng. Hi vọng với những nội dung lý thuyết và hướng dẫn giải bài tập SGK sẽ giúp bạn đọc hiểu bài hơn. Giải bài 30 vật lí 12: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM I. Hiện tượng quang điện 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện Gắn một tấm kẽm tích điện âm vào cần của một tĩnh điện kế. Chiếu một chùm sáng do hồ quang phát ra vào tấm kim loại kẽm thì góc lệch của kim điện kế giảm đi. Thay kẽm bằng kim loại khác, ta cũng thấy hiện tượng tương tự xảy ra. Các thí nghiệm cho thấy, ánh sáng hồ quang đã làm bật electron ra khỏi mặt tấm kim loại 2. Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài. 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 của kim loại đó mới gây ra được hiện tượng quang điện. λ ≤ λ0 III. Thuyết lượng tử ánh sáng 1. Giả thuyết Plăng Lượng năng lượng mà mỗi lần 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 của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số. 2. Lượng tử năng lượng Lượng năng lượng gọi là lượng tử năng lượng được kí hiệu bằng chữ ε: ε = hf Trong đó: h là hằng số Plăng được xác định bằng thực nghiệm: h = 6,625.1034J.s. 3. Thuyết lượng tử ánh sáng Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. Với 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 dọc theo các tia sáng. Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. 4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng Trong hiện tượng quang điện mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng cho một electron. Để bứt được electron ra khỏi bề mặt kim loại thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn công thoát A: hf ≥ A hay hcλ≥ A Từ đó ta có: λ ≤hcA với A =hcλ0 λ ≤ λ0 với λ0 là giới hạn quang điện của kim loại. IV. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt. Ánh sáng có bản chất điện từ. B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI Hướng dẫn trả lời câu hỏi giữa bài Trang 154 sgk vật lí 12 Nếu làm thí nghiệm với tấm kẽm tích điện dương thì góc lệch của kim tĩnh điện kế sẽ không bị thay đổi khi chiếu vào tấm kẽm bằng ánh sáng hồ quang. Tại sao? => Xem hướng dẫn giải Trang 156 sgk vật lí 12 Nêu sự khác biệt giữa giả thuyết Plăng với quan niệm thông thường về sự phát xạ và hấp thụ năng lượng. => Xem hướng dẫn giải Hướng dẫn trả lời câu hỏi cuối bài Câu 1: trang 158 sgk vật lí 12 Trình bày thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện. => Xem hướng dẫn giải Câu 2: trang 158 sgk vật lí 12 Hiện tượng quang điện là gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 3: trang 158 sgk vật lí 12 Phát biểu định luật về giới hạn quang điện. => Xem hướng dẫn giải Câu 4: trang 158 sgk vật lí 12 Phát biểu nội dung của giả thuyết Plăng. => Xem hướng dẫn giải Câu 5: trang 158 sgk vật lí 12 Lượng tử năng lượng là gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 6: trang 158 sgk vật lí 12 Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng. => Xem hướng dẫn giải Câu 7: trang 158 sgk vật lí 12 Photon là gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 8: trang 158 sgk vật lí 12 Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết photon. => Xem hướng dẫn giải Câu 9: trang 158 sgk vật lí 12 Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện? A. electron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng. B. electron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào. C. electron bị bật ra khỏi một nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác. D. electron bị bật khỏi mặt kim loại khi bị chiếu sáng. => Xem hướng dẫn giải Câu 10: trang 158 sgk vật lí 12 Chọn câu đúng. Chiếu một ánh sáng đơn sắc vào mặt một tấm đồng. Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng A. 0,1 μm. B. 0,2 μm. C. 0,3 μm. D. 0,4 μm. => Xem hướng dẫn giải Câu 11 sgk vật lí 12 trang 158 Ánh sáng có bước sóng 0,60μm có thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất nào dưới đây? A. Xesi. B. Kali. C. Natri. D. Canxi. => Xem hướng dẫn giải Câu 12: trang 158 sgk vật lí 12 Tính lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ ( 0,75 μm ) và vàng ( 0,55 μm ). => Xem hướng dẫn giải Câu 13: trang 158 sgk vật lí 12 Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Tính công thoát của electron khỏi kẽm theo đơn vị jun và eV. Cho 1 eV = 1,6.1019J. => Xem hướng dẫn giải
Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng Người đăng: Nga Nguyễn - Ngày: 04/01/2018 Có thể làm cho electron bật khỏi mặt kim loại cách nung nóng dùng ion để bắn phá Còn có cách khác làm cho electron bật khỏi mặt kim loại không? Để trả lời câu hỏi trên, tech12h gửi tới bạn đọc "Hiện tượng quang điện Thuyết lượng tử ánh sáng" Hi vọng với nội dung lý thuyết hướng dẫn giải tập SGK giúp bạn đọc hiểu A KIẾN THỨC TRỌNG TÂM I Hiện tượng quang điện Thí nghiệm Héc tượng quang điện Gắn kẽm tích điện âm vào cần tĩnh điện kế Chiếu chùm sáng hồ quang phát vào kim loại kẽm góc lệch kim điện kế giảm Thay kẽm kim loại khác, ta thấy tượng tương tự xảy Các thí nghiệm cho thấy, ánh sáng hồ quang làm bật electron khỏi mặt kim loại Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật electron khỏi mặt kim loại gọi tượng quang điện II Định luật giới hạn quang điện Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hay giới hạn quang điện kim loại gây tượng quang điện λ ≤ λ0 III Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết Plăng Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf; f tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; h số Lượng tử lượng Lượng lượng gọi lượng tử lượng kí hiệu chữ ε: ε = hf Trong đó: h số Plăng xác định thực nghiệm: h = 6,625.10 -34J.s Thuyết lượng tử ánh sáng Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn Với ánh sáng đơn sắc có tần số f, phơtơn giống nhau, phôtôn mang lượng hf Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ dọc theo tia sáng Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng n Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh sáng Trong tượng quang điện phơtơn bị hấp thụ truyền tồn lượng cho electron Để bứt electron khỏi bề mặt kim loại lượng phơtơn phải lớn cơng A: hf ≥ A hay hcλ≥ A Từ ta có: λ ≤hcA với A =hcλ0 λ ≤ λ0 với λ0 giới hạn quang điện kim loại IV Lưỡng tính sóng – hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt Ánh sáng có chất điện từ B BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI Hướng dẫn trả lời câu hỏi Trang 154 - sgk vật lí 12 Nếu làm thí nghiệm với kẽm tích điện dương góc lệch kim tĩnh điện kế khơng bị thay đổi chiếu vào kẽm ánh sáng hồ quang Tại sao? => Xem hướng dẫn giải Trang 156 - sgk vật lí 12 Nêu khác biệt giả thuyết Plăng với quan niệm thông thường phát xạ hấp thụ lượng => Xem hướng dẫn giải Hướng dẫn trả lời câu hỏi cuối Câu 1: trang 158 - sgk vật lí 12 Trình bày thí nghiệm Héc tượng quang điện => Xem hướng dẫn giải Câu 2: trang 158 - sgk vật lí 12 Hiện tượng quang điện gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 3: trang 158 - sgk vật lí 12 Phát biểu định luật giới hạn quang điện => Xem hướng dẫn giải Câu 4: trang 158 - sgk vật lí 12 Phát biểu nội dung giả thuyết Plăng => Xem hướng dẫn giải Câu 5: trang 158 - sgk vật lí 12 Lượng tử lượng gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 6: trang 158 - sgk vật lí 12 Phát biểu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng => Xem hướng dẫn giải Câu 7: trang 158 - sgk vật lí 12 Photon gì? => Xem hướng dẫn giải Câu 8: trang 158 - sgk vật lí 12 Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết photon => Xem hướng dẫn giải Câu 9: trang 158 - sgk vật lí 12 Hiện tượng tượng quang điện? A electron bứt khỏi kim loại bị nung nóng B electron bật khỏi kim loại có ion đập vào C electron bị bật khỏi nguyên tử va chạm với nguyên tử khác D electron bị bật khỏi mặt kim loại bị chiếu sáng => Xem hướng dẫn giải Câu 10: trang 158 - sgk vật lí 12 Chọn câu Chiếu ánh sáng đơn sắc vào mặt đồng Hiện tượng quang điện khơng xảy ánh sáng có bước sóng A 0,1 μm B 0,2 μm C 0,3 μm D 0,4 μm => Xem hướng dẫn giải Câu 11 - sgk vật lí 12 trang 158 Ánh sáng có bước sóng 0,60μm gây tượng quang điện chất đây? A Xesi B Kali C Natri D Canxi => Xem hướng dẫn giải Câu 12: trang 158 - sgk vật lí 12 Tính lượng tử lượng ánh sáng đỏ ( 0,75 μm ) vàng ( 0,55 μm ) => Xem hướng dẫn giải Câu 13: trang 158 - sgk vật lí 12 Giới hạn quang điện kẽm 0,35 μm Tính cơng thoát electron khỏi kẽm theo đơn vị jun eV Cho eV = 1,6.10-19J => Xem hướng dẫn giải ... loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hay giới hạn quang điện kim loại gây tượng quang điện λ ≤ λ0 III Thuyết lượng tử ánh sáng Giả thuyết Plăng Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử. .. với λ0 giới hạn quang điện kim loại IV Lưỡng tính sóng – hạt ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt Ánh sáng có chất điện.. . nguyên tử hay phân tử phát xạ hấp thụ ánh sáng chúng phát hay hấp thụ phôtôn Phôtôn tồn trạng thái chuyển động Khơng có phơtơn đứng yên Giải thích định luật giới hạn quang điện thuyết lượng tử ánh