Tự học Lý lớp 10 lần 4, tự học Lý lớp 11 lần 4, tự học Lý lớp 12 lần 4.

Nguyên tắc hoạt động: Quang điện trở hoạt động dựa vào hiện.. tượng quang điện trong.[r]

(1)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Bài 29: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI:

1 Thí nghiệm Hertz về hiện tượng quang điện:

- Chiếu ánh sáng từ hồ quang (giàu tia tử ngoại) vào một kẽm tích

điện âm, nó làm cho kẽm điện tích âm

- Làm thí nghiệm với các kim loại khác (đồng, nhôm, bạc …), ta

thấy tượng tương tụ xảy

2 Định nghĩa hiện tượng quang điện:

Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện).Các electron bật ra gọi là electron quang điện

II ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN:

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ngắn hoặc bằng giới hạn quang

điện 0 kim loại mới gây hiên tượng quang điện 0

III THUYẾT LƯƠNG TỬ ÁNH SÁNG:

1 Giả thuyết của Planck (Plăng) về lượng tử ánh sáng:

Lượng lượng mà mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn

toàn xác định gọi là lượng tử lượng Lượng tử lượng có giá trị :  = hf

Trong đó : f là tần số ánh sáng

h là hằng số Planck ( h = 6,625.10-34 J.s)

2 Thuyết lượng tử sáng:

- Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là phôtôn (lượng tử lượng)

- Với mỗi ánh sáng đơn sắc, các phôntôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang lượng  = hf

- Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 (m/s)

- Khi nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ

phôtôn  Chú ý:

- Chùm sáng dù yếu cũng chứa nhiều phôtôn, nên ta nhìn chùm sáng liên tục - Các phôton chỉ tồn tại trạng thái chủn đợng

3 Phương trình Einstein về hiện tượng quang điện – giới hạn quag điện: a) Phương trình Einstein:

Theo Einstein, mỗi phôton bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ lượng cho một êlectron Năng lượng  này

dùng để :

- cung cấp cho êlectron một công thoát A để nó thoát khỏi bề mặt kim loại

- truyền cho nó một động ban đầu Đối với các êlectron nằm bề mặt kim loại thì động này có giá trị cực đại

 = A + Wđ0(max Hay: hf = A + 1mv20(max)

2 b) Giới hại quang điện:

Để có tượng quang điện xảy ra, tức là có êlectron bật khỏi kim loại, thì:  A hay hc

 A   hcA hay 0

với 0 = hc

A (0 gọi là giới hạn quang điện)

Zn -

(2)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang

III LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG:

- Tính chất sóng của ánh sáng thể qua các tượng tác sắc,nhiễu xạ, giao thoa…

- Tính chất hạt của ánh sáng thể qua các tượng quang điện, đâm xuyên, làm phát quang…

- Ánh sáng có bước sóng càng dài thì tính chất sóng càng thể rõ ; ánh sáng có bước sóng càng ngắn

thì tính chất hạt càng thể rõ

(3)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG -

QUANG ĐIỆN TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN

I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG:

1 Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong: a) Chất quang dẫn:

Các chất bán dẫn Ge, Si, CdS… sẽ trở thành dẫn điện tốt bị chiếu bởi ánh sáng thích hợp (có

bước sóng ngắn) Các chất này gọi là chất quang dẫn b) Hiện tượng quang điện trong:

Hiện tượng ánh sáng giải phóng các êlectron liên kết để cho chúng trở thành các êlectron dẫn , đồng

thời tạo các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện , gọi là hiện tượng quang điện

2 Hiện tượng quang dẫn:

Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện chất bán dẫn, có ánh sáng thích hợp

chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn

- Ánh sáng thích hợp là ánh sáng có bước sóng 0 (0 gọi là giới hạn quang dẫn)

- Giới hạn quang dẫn lớn nhiều so với giới hạn quang điện.(giới hạn quang dẫn của nhiều bán dẫn nằm cả vùng hồng ngoại)

II QUANG ĐIỆN TRỞ: 1 Định nghĩa:

Quang điện trở là mợt lớp bán dẫn mỏng, có giá trị điện trở thay đổi thay đổi cường độ chùm sáng chiếu tới

2 Nguyên tắc hoạt động: Quang điện trở hoạt động dựa vào

tượng quang điện

3 Cấu tạo : hình vẽ 4 Ứng dụng:

- Quang điện trở dùng được lắp các mạch khuếch đại và các thiết bị điều khiển bằng ánh sáng

III PIN QUANG ĐIỆN:

1 Định nghĩa:

Pin quang điện là ng̀n điện, quang được biến đởi trực tiếp thành điện

2 Nguyên tắc hoạt động:

Pin quang điện hoạt động dựa vào tượng quang điện

3 Cấu tạo: Gồm :

- Một bán dẫn loại n, bên có phủ một lớp mỏng bán

dẫn loại p

- Trên cùng là một lớp kim loại mỏng cho ánh sáng truyền qua,

dưới cùng là một đế kim loại Các kim loại này đóng vai trò là các điện cực

4 Hoạt động:

- Khi chiếu ánh sáng thích hợp (0) vào lớp kim loại mỏng, ánh sáng sẽ gây tượng quang điện

trong và giải phóng các cặp êlectron và lỗ trống

- Điện trường ở lớp chuyển tiếp p – n đẩy các lỗ trống về phía p và đẩy các êlectron về phía n Khi đó lớp

kim loại mỏng bị nhiễm điện dương và trở thành điện cực dương của pin, còn đế kim loại phía bị nhiễm điện âm và trở thành điện cực âm

- Suất điện dộng của pin quang điện thường có giá trị từ 0,5V đến 0,8V 5 Ứng dụng:

Pin quang điện dùng các máy 1đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi…

G Iqđ Etx + - Lớp

chặn + + + + + + + + - - - -

n

p

G R

Lớp bán Đế cách điện

(4)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang Bài 31: HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG

I HIỆN TƯỢNG QUANG - PHÁT QUANG : 1 Khái niệm về phát quang:

a) Định nghĩa :

Sự phát quang là sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ánh sáng có bước sóng khác

b) Đặc điểm:

Sự phát quang còn kéo dài một thời gian sau tắt ánh sáng kích thích 2 Huỳnh quang và lân quang :

- Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau tắt ánh sáng kích thích gọi là huỳnh quang (thời gian phát quang chỉ kéo dài thêm 10-8s)

- Sự phát quang của các chất rắn có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một thời gian sau tắt ánh sáng kích thích gọi là lân quang (thời gian phát quang kéo dài thêm 10-8s)

II ĐẶC ĐIỂM CỦA ÁNH SÁNG PHÁT QUANG (ĐỊNH LUẬT STOKES) :

Ánh sáng phát quang có bước sóng ’ dài bước sóng ánh sáng kích thích  (hay tần số

ánh sáng phát quang lớn tần sớ ánh sáng kích thích) : ’>  hay f’ < f III ỨNG DỤNG CỦA SỰ PHÁT QUANG:

- Sử dụng đèn ống để thắp sáng

(5)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang Bài 32: MẪU NGUYÊN TỬ BO

QUANG PHỔ CỦA NGUYÊN TỬ HYĐRÔ

I MẪU NGUYÊN TỬ BO:

Mẫu nguyên tử Bo bao gồm mô hình hành tinh nguyên tử của Rơ-do-pho và hai tiên đề của Bo II HAI TIÊN ĐỀ BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ:

1 Tiên đề về trạng thái dừng:

- Nguyên tử tờn tại mợt sớ trạng thái có lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ

- Trong các trạng thái dừng nguyên tử, êlectron chuyển động quỹ đạo có bán kính

hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng

Đối với nguyên tử hiđrô thì bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp: rn = n2r0 r0 = 5,3.10-11m : gọi là bán kính quỹ đạo thứ (bán kính Bo)

Tên quỹ đạo K L M N O P Bán kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0

2 Tiên đề về bức xạ và hấp thụ lượng của nguyên tử:

- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng Em sang trạng thái dừng có lượng thấp hơn En thì phát phơtơn có lượng đúng bằng hiệu Em

– En:  = hfmn = Em – En

- Ngược lại, nếu nguyên tử ở trạng thái dừng có

lượng En thấp mà hấp thụ được mợt phơtơn có lượng đúng bằng hiệu Em – En thì chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao Em

III QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HYĐRÔ: 1 Các dãy quang phổ của nguyên tử hyđrô :

Quang phổ vạch của hyđrô được sắp xếp thành từng dãy xác định:

+ Dãy Laiman: ở vùng tử ngoại

+ Dãy Banme: một phần ở vùng tử ngoại , một phần ở

vùng ánh sáng nhìn thấy.Trong vùng ánh sáng nhì thấy gồm vạch : vạch đỏ H( = 0,6563 m) , vạch lam H( = 0,4861

m) , vạch chàm H( = 0,4340 m), vạch tím H ( = 0,4120

m)

+ Dãy Pasen: ở vùng hờng ngoại

2 Giải thích:

- Ở trạng thái bình thường, nguyên tử hyđrô có lượng thấp, electrôn chuyển động quỹ đạo K Khi nhận được lượng kích thích, elecrôn chuyển lên mức lượng cao L,M,N,O,P

- Từ mức lượng cao chuyển về mức lượng thấp sẽ phát các phôtôn có tần số xác định tạo thành quang phổ vạch

Dãy Laiman electrôn chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K

Dãy Banme electrôn chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L Dãy Pa sen electrôn chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M

hfmn Em

En

hfmn

Laiman Banme

(6)

Tài liệu vật lý lớp 12 HKII Trang Bài 33: SƠ LƯỢC VỀ LAZE

I CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE: Laze gì?

- Laze là mợt ng̀n phát một chùm sáng cường độ lớn dựa việc ứng dụng của tượng phát xạ cảm ứng

2 Đặc điểm:

+ Có tính đơn sắc cao

+ Có tính định hướng cao (tính song song) + Có tính kết hợp

+ Có cường độ lớn Các loại laze:

- Laze khí, laze He – Ne, laze CO2

- Laze rắn, laze rubi

- Laze bán dẫn, laze Ga – Al – As

II MỘT VÀI ỨNG DỤNG CỦA LAZE:

- Y học: dao mổ, chữa bệnh ngoài da…

- Thông tin liên lạc: sử dụng vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh, điều khiển tàu vũ trụ, truyền tin bằng cáp quang…

- Công nghiệp: khoan, cắt,