C. giao thoa ánh sáng.D tán sắc ánh sáng.
CHỦ ĐỀ 5: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. KIẾN THỨC CẦN NẮM:
* Hiện tượng quang điện (TN Hecxơ)
- Chiếu ánh sáng thích hợp (λ ngắn, tia tử ngoại) vào kim loại: từ kim loại bật ra electron
- Định luật I: λ λ≤ 0
- Định luật II: Ibh tỉ lệ cường độ chùm sáng kích thích - Định luật III: Động năng ban đầu cực đại
+ Không phụ thuộc cường độ ánh sáng kích thích + Phụ thuộc λ ánh sáng khích thích, bản chất kim loại
- Ứng dụng hiện tượng quang điện ngoài: tế bào quang điện, trong các dụng cụ biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện
* Hiện tượng quang điện trong:
- Hiện tượng: Ánh sáng thích hợp (λ λ≤ 0) chiếu vào bán dẫn làm giải phóng các electron liên kết
tạo thành các electron dẫn và lỗ trống
- Ứng dụng:
+ Pin quang điện: Quang năng biến thành điện năng. Cấu tạo chính: lớp bán dẫn n và lớp bán dẫn p
+ Quang điện trở (LDR): tấm bán dẫn có điện trở thay đổi khi được chiếu bằng ánh sáng thích hợp.
- Hiện tượng quang dẫn: điện trở suất của bán dẫn giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào
+ Ánh sáng Hạt phôtôn ε =hf
+ Phát xạ hay hấp thụ ánh sáng Phát xạ hay hấp thụ phôtôn
+ Tốc độ của phôtôn trong chân không c= 3.108 m/s
* Các công thức: hc m.v20max = hf = A + 2 ε λ = ; 0 hc A λ = ; 20max h mv e.U 2 = * Phát quang:
- Bước sóng 'λ của ánh sáng phát quang > bước sóng λ của ánh sáng kích thích
- Huỳnh quang: + Xảy ra với chất khí, lỏng
+ Ánh sáng tắt ngay sau khi tắt kích thích - Lân quang: + Xảy ra với chất rắn (tinh thể)
+ Ánh sáng còn kéo dài sau khi tắt kích thích
* Tiên đề Bo: + Trạng thái dừng : mức năng lượng xác định, nguyên tử không bức xạ
+ Hấp thụ: xảy ra khi nguyên tử chuyển từ mức năng lượng thấp Em lên mức cao En
+ Bức xạ: xảy ra khi nguyên tử chuyển từ mức năng lượng cao En về mức thấp Em
E = hf = En – Em
* Màu sắc của các vật: phụ thuộc sự hấp thụ, phản xạ lọc lựa của vật đối với ánh sáng và phụ thuộc vào màu sắc ánh sáng chiếu vào
- Hấp thụ ánh sáng: Môi trường vật chất làm giảm I của ánh sáng: I = I0e-αd (d: bề dày môi trường, α: hệ số hấp thụ, phụ thuộc môi trường)
- Vật: Hấp thụ hoàn toàn ánh sáng chiếu vào: màu đen - Vật không hấp thụ ánh sáng : trong suốt.
- Vật không hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy : vật trong suốt không màu
* Quang phổ Hydro:
- Vạch Laiman: electron chuyển từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo K (1). Nằm trong vùng tử ngoại
- Vạch Banme: electron chuyển từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo L (2). Một số vạch nằm ở vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng nhìn thấy (4 vạch: đỏ α, lam β, chàm γ, tím δ),
- Vạch Pasen: electron chuyển từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M (3). Nằm trong vùng hồng ngoại.
* Tia Laze:
+ là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng có cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.
+Tia laze có đặc điểm : Tính đơn sắc cao , tính định hướng cao (chùm sáng song song) , tính kết hợp rất cao và cường độ lớn.
- Hiện tượng phát xạ cảm ứng.
Nếu một nguyên tử đang ở trạng thái kích thích, sẵn sàng phát ra một phôtôn có năng lượng
hf
ε = , bắt gặp một phôtôn có năng lượngε' đúng bằng hf , bay lướt qua nó , thì lập tức nguyên tử
này cũng phát ra phôtônε , phôtônε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtônε', ngoài ra,
sóng điện từ ứng với phôtôn ε hoàn toàn cùng pha với dao động trong một mặt phẳng song song với
mặt phẳng dao động của sóng điện từ ứng với phôtôn ε'.
- Cấu tạo laze :
+ 3 loại laze : Laze khí , laze rắn , laze bán dẫn .
+ Laze rubi : Gồm một thanh rubi hình trụ hai mặt mài nhẵn, 1 mặt mạ bạc mặt kia mạ lớp mỏng cho 50% cường độ sáng truyền qua. Ánh sáng đỏ của rubi phát ra là màu của laze.
- Định nghĩa: là chùm sáng kết hợp, tính đơn sắc cao, cường độ lớn, tính định hướng cao Ứng dụng: trong thông tin liên lạc vô tuyến, làm dao mổ, trong đầu đọc CD, bút trỏ bảng, dùng trong công nghiệp
* Lưỡng tính sóng hạt:
-λ càng ngắn: tính hạt càng rõ. Khả năng đâm xuyên, tác dụng nhiệt, ion hoá, phát quang
-λ càng dài: tính sóng càng rõ. Giao thoa, tán sắc
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG:
1. Công thoát của electron ra khỏi kim loại là 2 eV thì giới hạn quang điện của kim loại này là:
2. Dùng ánh sáng chiếu vào catốt của tế bào quang điện thì có hiện tượng quang điện xảy ra. Để tăng dòng điện bảo hòa người ta:
A. tăng tần số ánh sáng chiếu tới. B. giảm tần số ánh sáng chiếu tới.
C. tăng cường độ ánh sánh chiếu tới. D. tăng bước sóng ánh sáng chiếu tới.
3. Công thoát của electron ra khỏi vônfram là A = 7,2.10-19 (J) chiếu vào vônfram bức xạ có bước
sóng 0,18µm thì động năng cực đại của electron khi bức ra khỏi vônfram là :
A. 3,8.10-19 J. B. 38.10-19 J. C. 3,8.10-18 J. D. 3,8.10-20 J.
4. Rọi vào tế bào quang điện chùm sáng có bước sóng λ = 0,4µm. Biết công thoát của kim loại catốt là 2eV. Tìm hiệu điện thế hãm.
A. Uh = - 2 V. B. Uh = 1,1 V. C. Uh = 2 V. D. Uh = - 1,1 V.