Đang tải... (xem toàn văn)
HS: Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số êlectron quang điện bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt [r]
(1)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: 1 Giáo viên:
Vẽ giấy khổ lớn Hình 59.2 59.3 SGK
2 Học sinh:
Ơn lại kiến thức cơng lực điện trường, định lí động năng, khái niệm cường độ dịng điện bão hịa (SGK Vật lí 11)
III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC:
Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên
Hoạt động 1:
HS: Học sinh quan sát thí nghiệm
HS: Hồ quang điện
GV: Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm 59.1
GV: Hãy kể tên mot số nguồn phát tia tử ngoại?
(2)HS: Tấm kẽm điện tích âm
HS: Khơng xảy
HS: Không bị cụp lại: kẽm không điện tích âm
HS: Nêu định nghĩa
HS: Nêu định nghĩa
Hoạt động 2:
HS: Xuất hiện tượng quang điện
HS: Giới hạn quang điện
HS: Có nhỏ
HS: Không
HS: Hiệu điện hãm
HS: Cường độ dòng quang điện bão hòa tăng
Hoạt động 3:
HS: < 0
HS: Electron quang điện
chứng tỏ điều gì?
GV: Nếu kẽm mang điện dương tượng có xảy khơng?
GV: Nếu chắn chùm tia hồ quang thủy tinh khơng màuthì hai điện nghiệm nào?
GV: Hiện tượng quang điện gì?
GV: Electron quang điện gì?
GV: Tại dịng điện xuất mạch dịng quang điện?
GV: 0 có tên gọi gì?
GV: Khi UAK = dịng quang điện có
xuất mạch khơng?
GV: Khi UAK = Uh dịng quang điện
có xuất mạch khơng?
GV: Uh có tên gọi gì?
GV: Giữ ngun bước sóng , tăng cường độ sáng chiếu vào catốt dịng quang điện nào?
GV: Khi có dịng quang điện?
GV: Dịng quang điện dịng chuyển dời có hướng hạt nào?
GV: Động electron quang điện có đặc điểm gì?
GV: Viết cơng thức động ban đầu cực đại electron quang điện?
GV: Giới thiệu định luật thứ nhất?
GV: Định luật rút từ kết TN nào?
(3)HS: Khác
Hoạt động 4:
HS: Học sinh xem SGK trang 253
HS: Thí nghiệm Hertz
HS: Học sinh xem SGK trang 353
HS: Khác
HS: Không xảy tượng quang điện
Hoạt động 5:
HS: Học sinh xem SGK trang 254 HS: Thí nghiệm tế bào quang điện
HS: Học sinh trả lời
Hoạt động 6:
HS: Học sinh xem SGK trang 254
HS: Thí nghiệm tế bào quang điện
HS: Hiện tượng quang điện
quang điện số kim loại?
GV: Nêu nhận xét trị số o đối
với 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 TN nào?
GV: Cường độ chùm sáng gì?
GV: Giới thiệu định luật thứ ba?
GV: ĐL rút từ kết TN nào? GV: Thuyết điện từ ánh sáng không giải thích gì?
(GV gợi ý HS ý đến đặc tuyến vôn – ampe đường cong 2) tế bào quang điện lưu ý đến cơng thức (59.1) SGK
GV: Trình bày giả thuyết lượng tử lượng Plăng?
GV: Trình bày thuyết lượng tử ánh sáng Einstein?
GV: Hãy tính lượng phơtơn ứng với ánh sáng đỏ? Nêu nhận xét?
GV: Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình Einstein?
(4)Hoạt động 7:
HS : Học sinh xem SGK trang 254
HS: Học sinh xem SGK trang 255
HS: Rất nhỏ
2 0max
mv hf A
HS:
Hoạt động 8:
c
c
AHS : Ta có : hf ≥ A hay h ≥ A Từ
đó suy : ≤ o, với o = h
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 phơtơn đến đập vào mặt catơt 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 dịng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng chiếu vào catôt
GV: Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định luật 2?
IV NỘI DUNG:
1 Hiện tượng quang điện
(5)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
2 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
3 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
của kim loại:
≤ 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 kích thích chất kim loại
4 Thuyết lượng tử ánh sáng
c hf h
f - Chùm ánh sáng chùm hạt, hạt gọi phôtôn (hay lượng
tử ánh sáng) Phôtôn có vận tốc ánh sáng, có động lượng xác định mang lượng xác định = phụ thuộc tần số ánh sáng, mà khơng phụ thuộc khoảng cách từ đến nguồn sáng
- ường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát đơn vị thời gian
(6)f a) Hiện tượng quang điện va chạm phôtôn với êlectron kim loại.
Trong va chạm đó, phơtơn bị êlectron quang điện hấp thụ hoàn toàn, nhường toàn lượng = h cho êlectron Đối với êlectron nằm bề mặt kim loại, lượng dùng vào hai việc :
- Cung cấp cho êlectron công A, gọi cơng thốt, để thắng lực liên kết với mạng tinh thể ngồi mặt kim loại;
2 0max
mv
- Truyền cho êlectron động ban đầu cực đại , sau bứt khỏi bề mặt kim loại
Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có
2 0max
mv hf A
Là công thức Anh-xtanh tượng quang điện
b) Giải thích định luật quang điện
c
c
A- Định luật thứ Muốn cho tượng quang điện xảy phơtơn của
chùm sáng chiếu vào catơt phải có lượng lớn hơn, phải cơng A, nghĩa phải có hf ≥ A hay h ≥ A Từ suy ≤ o, với o = h o
chính giới hạn quang điện kim loại làm catôt
- Định luật thứ hai 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 phơtơn 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 dịng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng chiếu vào catôt
V CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ: