- Hằng số điện mơi ε phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng: hằng số điện mơiε = F(f)
3) Thang sĩng điện từ:
Sĩng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma đều cĩ cùng bản chất là sĩng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (hay bước sĩng)
- Sắp xếp các sĩng điện từ theo trật tự bước sĩng giãm dần (tần số tăng dần, hoặc chu kỳ giãm dần) ta được một thang sĩng điện từ theo thứ tự sĩng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma.
- Thang sĩng điện từ khơng cĩ ranh giới rõ rệt, đuơi của vùng nầy cĩ một phần chồng lên đầu của vùng kia
- Các tia cĩ bước sĩng càng ngắn (tia tử ngoại, tia X, tia gamma) cĩ tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ ion hĩa khơng khí. Ngược lại, các tia cĩ bước sĩng càng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa
* Các vấn đề cần chú ý về tia X:
- Cơng suất của dịng điện qua ống Rơnghen: P = UI - Cường độ dịng điện trong ống Rơnghen: I = Ne
- Động năng của electron khi đập vào đối ấm cực: Eđ = eU (định lý động năng) - Định luật bảo tồn năng lượng cho: Eđ = ε+ Q
- Bước sĩng nhỏ nhất của tia X mà ống Rơnghen cĩ thể phát ra ứng với tồn bộ năng lượng electron biến thành nănng lượng tia X ( Q = 0): ε = Eđ <=> c hf h λ = ≤ eU => d hc E λ ≥ . Vậy min d hc hc E eU
λ = = và tần số lớn nhất của tia X do ống phát ra là: max eU f
h
=
Chương VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I/-HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI-CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN:
1) Hiện tượng quang điện:
- Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngồi (gọi tắt là hiện tượng quang điện)
- Các electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng gọi là electron quang điện. - Dịng điện xuất hiện trong hiện tượng quang điện gọi là dịng quang điện.
2) 3 định luật quang điện:
- Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện): Hiện tượng quang điện chỉ xãy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại cĩ bước sĩng nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điệnλ0: λ ≤λ0
- Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dịng quang điện): Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (cĩλ ≤λ0) thì cường độ dịng quang điện bão hịa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích.
- Định luật quang điện thứ ba (định luật về động năng ban đầu cực đại của electron quang điện): Động năng ban đầu cực đại của electrong quang điện khơng phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào cườn gđộ của chùm sáng kích thích và bản chất của kim loại.
3) Thuyết lượng tử ánh sáng:
- Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phơtơn
- Với mỗi ánh sáng xác định cĩ tần số f, các phơtơn đều giống nhau, mỗi phơtơn đều mang năng lượng c hf h
ε
λ
= =
- Trong chân khơng phơtơn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng
- Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thu ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thu phơ tơn - Phơtơn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Khơng cĩ phơtơn ở trạng thái đứng yên.
4) Lưỡng tính sĩng - hạt của ánh sáng:
- Hiện tượng quang điện khẳng định ánh sáng cĩ tính chất sĩng
=> ánh sáng cĩ lưỡng tính sĩng – hạt và bản chất của ánh sáng là sĩng điện từ 5) Các cơng thức về hiện tượng quang điện:
- Tần số và năng lượng phơ ton ánh sáng: c hf h
ε
λ= = = =
- Điều kiện để cĩ hiện tượng quang điện: λ ≤λ0
- Cơng thốt của eléctron ra khỏi bề mặt kim loại: A =
0
hc
λ
- Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện: Wđmax= 2 0max
1 2mv
- Cơng thức Anhxtanh về quang điện: ε=A+Wđmax hay: h 0max2 0 1 2 c hc mv λ λ= +
- Hiệu điện thế hãm để dịng quang điện triệt tiêu hồn tồn:
eW W
U d
h = max
- Cường độ dịng quang điện bảo hồ: Ibh = ne.e - Cơng suất bức xạ (Cơng suất quang điện): P = npε
- Hiệu suất lượng tử (Hiệu suất quang điện): H =
p e
nn n
- Điện thế cực đại của quả cầu bằng đồng cơ lập: 1 0max2 max 2mv =eV
- Bán kính của electron khi chuyển động trong từ trường đều (vuur uur0 ⊥B ): mv0 R
eB
= , Nếu v0max thì Rmax
Nếu vuur0
xiên gĩc với Buur
thì electron sẽ chuyển động theo đường xoắn ốc cĩ bán kính: n mvn R
eB
= với vuur uurn ⊥B
Chú thích các đại lượng:
ε: năng lượng phơ ton ánh sáng (J) h = 6,625.10-34 Js: Hằng số Plăng. f: Tần số ánh sáng kích thích (Hz)
c = 3.108 m/s: Vận tốc ánh sáng trong chân khơng.
λ: Bước sĩng ánh sáng kích thích (m)
λ0: Giới hạn quang điện (m)
v0max: Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện. (m/s) m = 9,1.10-31kg: Khối lượng của electron.
h
U : Hiệu điện thế hãm (V)
Ibh: cường độ dịng quangđiện bảo hồ (A) e = 1,6.10-19C: Điện tích electron.
ne: Số electron bức ra khỏi catốt trong 1 giây. np: Số phơton đập tới catốt trong 1 giây. P: Cơng suất lượng tử (W)
Vmax: điện thế cực đại
R: bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động trong từ trường đều (m)
- v0 vận tốc của electron khi đi vào vùng cĩ từ trường (m/s), B: Độ lớn cảm ứng từ (T)
II/-HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG:
1) Chất quang dẫn: là chất dẫn điện kém khi khơng bị chiếu sáng và trở thành dẫn điện tốt khi bị chiếu án hsáng thích hợp.
2) Hiện tượng quang điện trong: là hiện tượng ánh sáng giải phĩng các electron liên kết để cho chún gtrở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện.
Hiện tược quang điện trong được ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện.
III/-HIỆN TƯỢNG QUANG PHÁT QUANG:
1) Định nghĩa: Là hiện tượng một số chất cĩ khả năng hấp thu ánh sáng cĩ bước sĩng nầy để phát ra ánh sáng cĩ bước sĩng khác 2) Huỳnh quang và lân quang:
- Huỳnh quang: Là sự phát quang của các chất lỏng và khí cĩ đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.
- Lân quang: Là sự phát quang của các chất rắn cĩ đặc điểm là ánh sáng phát quang cĩ thể kéo dài một khoảng thời gian nào đĩ sau khi tắt ánh sáng kích thích.
- Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang: Ánh sáng huỳnh quang cĩ bước sĩng dài hơn bước sĩng của ánh sáng kích thích
IV-MẪU NGUYÊN TỬ BORH:
1) Các tiên đề của Borh về cấu tạo nguyên tử: - Tiên đề về trạng thái dừng:
Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạn gthái cĩ năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử khơng bị bức xạ.
Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định gọi là các quỹ đạo dừng
Đối với nguyên tử hyđrơ, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp
n 1 2 3 4 5 6
Tên quỹ đạo K L M N O P
Bán kính 12r0 22r0 32r0 42r0 52r0 62r0 Mức năng lượng kích thích Mức cơ bản Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 4 Mức 5 Với r0 = 5,3.10-11m: bán kính borh
Trạng thái dừng cĩ năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản (Quỹ đạo K)
Trạng thái dừng cĩ năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (Quỹ đạo L, M, N, …….) - Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:
Khi nguyên tử chuyển từ trạn thái dừng cĩ năng lượng En sang trạng thái dừng cĩ năng lượng thấp hơn Em thì nĩ phát ra một phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng: ε = hfnm = En – Em
Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái dừng cĩ năng lượng Em mà hấp thụ được một phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nĩ chuyển lên trạng thái dừng cĩ năng lượng cao En.
Ta thấy: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng cĩ bước sĩng nào thì nĩ cũng cĩ thể phát ra án hsáng cĩ bước sĩng ấy. 2) Quang phổ của nguyên tử hyđrơ là quang phổ vạch gồm các dãy:
- Dãy Laiman gồm các vạch thuộc vùng tử ngoại, được hình thành khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo K (Tương ứng khi nguyên tử chuyển từ các mức năng lượng cao về mức năng lượng thấp nhất E1).
- Dãy Banme cĩ 4 vạch trong vùng ánh sáng nhìn thấy: vạch đỏHα, vạch lam Hβ, vạch chàmHγ , vạch tímHδ, được hình thành khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo L (Tương ứng khi nguyên tử chuyển từ các mức năng lượng cao về mức năng lượng kích thích thứ nhất E2).
- Dãy Pasen gồm các vạch thuộc vùng hồng ngoại, được hình thành khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ngồi về quỹ đạo M (Tương ứng khi nguyên tử chuyển từ các mức năng lượng cao về mức năng lượng kích thích thứ hai E3).
Mức năng lượng nguyên tử huđrơ cĩ biểu thức: 13,62
n
eVE E
n
= − (với n = 1, 2, 3. . . . .)
E0 = 132,6 eV là năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi nguyên tử huđrơ khi nguyên tử ở trên quỹ đạo cĩ năng lượn gthấp nhất (ứng với n = 1)
n = 6 n = 5 n = 4 n = 3
Trần V Hùng_THPT Đốc Binh Kiều _Trang 32
K E1 L M N O P E2 E3 E4 E5 E6
n = 2
n = 1
V-SƠ LƯỢC VỀ LAZE:
* Định nghĩa: Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn, dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng. * Đặc điểm: Cĩ tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết hợp rất cao và cường độ lớn.
* Ứng dụng: Laze được dùng trong vi phẩu thuật, chữa các bệnh ngồi da, truyền tin bằng cáp quang, cắt, khoan, tơi, đo khoảng cách, ngắm đường thẳng, đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, . . .
Chương VII. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I-TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN:
1) Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: AX
Z
X: ký hiệu nguyên tố hố học
Z: nguyên tử số (Số proton trong hạt nhân hay số thứ tự trong bảng phân loại tuần hồn ) A: Số khối (Số nuclon trong hạt nhân)
N = A - Z: Số nơtron trong hạt nhân.
2) Đồng vị: là những hạt nhân cĩ cùng số Z, khác số A, nghĩa là cĩ cùng số prơtơn và khác số nơtron.
3) Đơn vị khối lượng hạt nhân: u cĩ giá trị bằng 1