năng lượng hf < A cũng giải thoát được nó mạng kim loại hấp thụ được mọi bức xạ - bước sóng biến thiên liên tục , nên nó cũng có khả năng bức xạ mọi loại phôtôn - bước sóng biến thiên[r]
(1)Trường THPT Cần Giuộc GV : Vương Nhứt Trung Bài : Thuyết lượng tử ánh sáng Lưỡng tính sóng-hạt ánh sáng Thuyết lượng tử ánh sáng : a) Giả thuyết lượng tử lượng Plăng : Lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định , gọi là lượng tử lượng Lượng tử lượng có giá trị = h.f Với f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ; h = 6,625.10-34Js gọi là số Plăng Bàn luận thêm : Trước có giả thuyết lượng tử Plăng thì chùm sáng xem là “khối liền lạc , liên tục” : lượng lượng mà lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ phát xạ không có giá trị xác định Còn giả thuyết Plăng thì cho chùm sáng không có tính liền lạc-liên tục , nó tạo nên lượng lượng nhỏ , rời rạc , có giá trị xác định b) Thuyết lượng tử ánh sáng Phôtôn : 1/ Chùm ánh sáng là chùm các phôtôn ( các lượng tử ánh sáng ) Mỗi phôtôn có lượng xác định = h.f ( f là tần số sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng ) Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát giây 2/ Phân tử , nguyên tử , electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng , có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn 3/ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108m/s chân không Bàn luận thêm : Các phôtôn có tần số khác thì có lượng khác Các phôtôn có cùng tần số thì có cùng lượng , không phụ thuộc vào khoảng cách xa hay gần nguồn phát Càng xa nguồn sáng , cường độ sáng càng giảm là vì mật độ phôtôn giảm số phôtôn bị hấp thụ Giải thích các định luật quang điện : a) Công thức Anh-xtanh tượng quang điện : Hiện tượng quang điện xảy là êlectron kim loại hấp thụ phôtôn ánh sáng kích thích Phôtôn bị hấp thụ truyền toàn lượng nó cho êlectron Năng lượng này dùng vào ba việc : - Cung cấp cho êlectron công A, gọi là công thoát, để nó thắng lực liên kết với mạng tinh thể và thoát khỏi bề mặt kim loại - Truyền cho êlectron đó động ban đầu - Truyền phần lượng cho mạng tinh thể Riêng êlectron nằm trên lớp bề mặt kim loại thì không truyền lượng cho mạng tinh thể m.v 0max Nên động ban đầu ê-lectron nầy có giá trị cực đại Áp dụng định luật bảo toàn lượng ta có mv hf A 0max (44.2) Là công thức Anh-xtanh tượng quang điện b) Giải thích các định luật quang điện : - Định luật thứ : Muốn cho tượng quang điện xảy thì phôtôn chùm sáng chiếu vào c catôt phải có lượng lớn hơn, ít phải công thoát A, nghĩa là phải có hf ≥ A hay h ≥ A Từ đó suy ≤ o với o = h c chính là giới hạn quang điện kim loại làm catôt A Bàn luận thêm : * phôtôn giải phóng electrôn tự kim loại ( vì điện trở kim loại không giảm tượng quang điện – bài sau ) * phôtôn có lượng hf < A chiếu tới , electrôn nhận thì nó truyền cho mạng kim loại , làm cho vật nóng lên ( electrôn không tích dồn lượng – vì có thì phôtôn có Lop12.net (2) Trường THPT Cần Giuộc GV : Vương Nhứt Trung lượng hf < A giải thoát nó ) mạng kim loại hấp thụ xạ - bước sóng biến thiên liên tục , nên nó có khả xạ loại phôtôn - bước sóng biến thiên liên tục - Định luật thứ hai : Với các chùm sáng có khả gây tượng quang điện, thì 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 đó Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ chùm sáng tới Mặt khác cường độ ḍng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật khỏi catôt đơn vị thời gian Từ đó suy ra, cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng chiếu vào catôt - Định luật thứ ba : Theo công thức Anh-xtanh , động ban đầu cực đại êlectron quang điện phụ thuộc vào tần số f ánh sáng kích thích và công thoát A kim loại làm catôt ( mà các kim loại m.v 0max khác thì có công thoát khác ).Vậy êlectron quang điện phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích và chất kim loại làm catôt Lưỡng tính sóng-hạt ánh sáng : * Trong các tượng giao thoa , nhiễu xạ ánh sáng ta thừa nhận : ánh sáng là sóng điện từ Trong các tượng quang điện ta thừa nhận : chùm sáng là chùm các phôtôn ( hạt ) Vậy , ánh sáng vừa có tính chất sóng , vừa có tính chất hạt Ta nói : ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt * Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn , phôtôn ứng với nó có lượng càng lớn thì tính chất hạt ( gây tượng quang điện , khả đâm xuyên , tác dụng phát quang , ) thể càng rõ ; còn tính chất sóng càng mờ nhạt Sóng điện từ có bước sóng càng dài , phôtôn ứng với nó có lượng càng nhỏ thì tính chất sóng ( tượng giao thoa , nhiễu xạ , tán sắc , ) lại thể rõ ; còn tính chất hạt thì mờ nhạt * Mô hình sóng-hạt ánh sáng biểu diễn hình ảnh sau đây : Lop12.net (3)