(tia Rơnghen meăm).
b. Cơ chê phát ra tia Rơnghen
+ Anôt Anôt Dòng electron Đôi ađm cực Catođt Tia Rơnghen
Các electron trong tia ađm cực được taíng tôc trong đieơn trường mánh, neđn thu được moơt đoơng naíng rât lớn. Khi đaơp vào đôi ađm cực, chúng gaịp các nguyeđn tử cụa đôi ađm cực, xuyeđn sađu vào những lớp beđn torng cụa vỏ nguyeđn tử, tương tác với các hát nhađn nguyeđn tử và các electron cụa các lớp này, làm phát ra sóng đieơn từ có bước sóng rât ngaĩn, gĩi là bức xá hãm. Đó chính là tia Rơnghen.
c. Tính chât và ứng dúng cụa tia Rơnghen
* Có khạ naíng đađm xuyeđn mánh:
· Tia Rơnghen đi xuyeđn qua bìa, giây, goê… deê dàng, nhưng khó đi qua kim lối hơn. Kim lối có khôi lượng rieđng càng lớn thì khạ naíng cạn tia Rơnghen càng mánh.
· Nhờ khạ naíng đađm xuyeđn mánh, tia Rơnghen được dùng trong y hĩc đeơ chiêu đieơn, chúp đieơn; trong cođng nghieơp đeơ dò các loê hoơng khuyêt taơt trong các sạn phaơm đúc.
* Có tác dúng rât mánh leđn kính ạnh neđn nó được dùng đeơ chúp đieơn.
* Làm phát quang moơt sô chât neđn được ứng dúng đeơ quan sát màn hình trong vieơc chiêu đieơn.
* Có khạ naíng ion hoá các chât khí. Tính chât này được ứng dúng đeơ làm các máy đo lieău lượng tia Rơnghen.
* Có tác dúng sinh lý: huỷ hối tê bào, dieơt vi khuaơn. Vì vaơy, tia Rơnghen được ứng dúng
đeơ chữa beơnh ung thư.
3. Tác dúng quang đieơn cụa Rơnghen
Phođtođn tia Rơnghen có naíng lượng cực tieơu:
emin = 348 8 max hc 6,6.10 .3.10 10 - - = l » 19,8.10 -8J » 124eV
Naíng lượng này quá lớn so với naíng lượng caăn thiêt A đeơ bứt electron ra khỏi kim lối (cođng thoát A). Vì vaơy mĩi tia Rơnghen đeău deê dàng gađy hieơu ứng quang đieơn cho các kim lối.
4. Cođng thức giại bài tóan tia ronghen.
*. Bước sóng nhỏ nhât, taăn sô lớn nhât cụa tia Rơn ghen phát ra từ ông Rơn ghen:
2 Max e e AK Min hc 1 h.f m v e.U 2
; ve là vaơn tôc electron khi đaơp vào catôt
*. Cođng cụa lực đieơn trường: 2
e e AK1 m v e.U 1 m v e.U
2
*. Bước sóng cực tieơu tia Rơnghen: Xmin
AKh.c h.c e.U
*. e.UAK= ε + Q = h.fX + Q ; Naíng lượng electron khi va đaơp vào đôi Catôt moơt phaăn biên đoơi thành naíng lượng tia Ron-ghen moơt phaăn thành noơi naíng Q làm nóng phaăn biên đoơi thành naíng lượng tia Ron-ghen moơt phaăn thành noơi naíng Q làm nóng catot
*. Đoơ taíng nhieơt đoơ Dt0 cụa đôi catot: Q = m.C.Dt0
trong đó m(kg) là khôi lượng catot, C nhieơt dung rieđng cụa chât làm catot .
*. Cường đoơ dòng đieơn qua ông Rơnghen: I = n.e = N e.
t ; N là sô e đaơp vào catot trong thời gian t(s). trong thời gian t(s).
Cađu 10 :
1. Thê nào là hieơn tượng quang đieơn. Mođ tạ thí nghieơm Hecxơ và các kêt quạ chính.
2. Mođ tạ thí nghieơm quang đieơn với teâ bào quang đieơn và các kêt quạ chính.
3. Trong thí nghieơm ở cađu 2, nêu thay ánh sáng đang thí nghieơm baỉng ánh sáng có bước sóng
nhỏ hơn thì hieơu đieơn thê hãm Uh taíng hay giạm. Giại thích. 1. Hieơn tượng quang đieơn
a. Định nghĩa
Khi chiêu moơt chùm ánh sáng thích hợp (có bước sóng ngaĩn) vào maịt kim lối thì nó làm cho electron ở maịt kim lối đó bị baơt ra. Đó là hieơn tượng quang đieơn. Các electron baơt ra gĩi là các electron quang đieơn.
b. Thí nghieơm Hecxơ (Hertz)
Chiêu ánh sáng do moơt hoă quang đieơn phát ra vào moơt tâm kẽm (hoaịc đoăng nhođm) đang tích đieơn ađm gaĩn tređn moơt đieơn nghieơm.
Henxơ nhaơn thây hai lá cụa đieơn nghieơm cúp lái. Chứng tỏ tâm kẽm (hoaịc đoăng, nhođm…) đã mât đieơn tích ađm.
Chaĩn tia tử ngối từ hoă quang đieơn đên tâm kẽm baỉng moơt bạn thuỷ tinh hoaịc ban đaău tâm kẽm tích đieơn dương, thì hieơn tượng tređn khođng xạy ra.
Ví dú : Khi chiêu moơt chùm ánh sáng thích hợp (có bước sóng ngaĩn) vào maịt moơt tâm
kim lối thì các electron tređn maịt kim lối đó bị baơt ra.
Nêu tâm Zn tích đieơn dương thì thí nghieơm cho thây hai lá đieơn nghieơm khođng bị cúp lái, nhưng hieơn tượng quang đieơn văn xạy ra. Đó là do dưới tác dúng cụa tia tử ngối, các electron văn bị baơt ra, nhưng laơp tức chúng bị hút trở lái neđn đieơn tích tređn tâm Zn khođng thay đoơi.
2. Thí nghieơm với tê bào quang đieơn
a. Mođ tạ thí nghieơm
Tê bào quang đieơn là moơt bình chađn khođng nhỏ, trong đó có đieơn cực: anođt A và catođt C. Anođt là moơt vòng dađy kim lối. Catođt có dáng moơt chõm caău làm baỉng kim lối (mà ta caăn nghieđn cứu) phụ ở thành trong cụa bình, có chừa moơt loê nhỏ cho ánh sáng lĩt qua.
- Ánh sáng từ hoă quang được chiêu qua kinh lĩc F đeơ lĩc lây moơt phaăn đơn saĩc nhât định chiêu vào catođt C.
- Hieơu đieơn thê UAC giữa A và C được thiêt laơp nhờ boơ nguoăn E và được đo baỉng vođn kê V.
Đoơ lớn cụa UAC thay đoơi được nhờ thay đoơi cụa chôt caĩm P; G là moơt miliampe kê nháy dùng đeơ đo cường đoơ dòng đieơn cháy qua tê bào quang đieơn.
b. Thí nghieơm và các kêt quạ chính cụa thí nghieơm nghieơm
* Dòng quang đieơn : Khi chiêu vào catot ánh
sáng có bước sóng ngaĩn, thì trong mách đieơn xuât hieơn moơt dòng đieơn gĩi là dòng quang đieơn. Dòng quang đieơn có chieău từ A sang C nó là dòng các electron quang đieơn bay từ C sang A dưới tác dúng cụa đieơn trường giữa A và C.
CA A F G V P Uh Uo UAC Ibh I
* Veă bước sóng ánh sáng : Đôi với moêi kim lối dùng làm catot, ánh sáng kích thích
phại có bước sóng nhỏ hơn moơt giới hán lo nào đó thì mới gađy ra hieơn tượng quang đieơn. (Nêu ánh sáng kích thích có bước sóng lớn hơn thì dù chùm sáng rât mánh cúng khođng gađy ra hieơn tượng quang đieơn).
* Đường đaịc trưng vođn – ampe : Kêt quạ thí nghieơm cho thây cường đoơ dòng quang
đieơn I phú thuoơc vào hieơu đieơn thê UAC giữa A và C theo đường bieơu dieên tređn hình vẽ. Đường này gĩi là đường đaịc trưng Vođn – ampe cụa tê bào quang đieơn. Ta thây đường đaịc trưng vođn – ampe có đaịc đieơm :
- Lúc UAC > 0 : baĩt đaău taíng AC tới moơt giá trị nào đó thì I đát tới giá trị bão hoà Ibh, sau đó tiêp túc taíng UAC thì I khođng taíng nữa.
- Lúc UAC < 0 : dòng quang đieơn I khođng trieơt tieđu ngay. Phại đaịt giữa A và C moơt hieơu đieơn thê ađm Uh nào đó thì I mới trieơt tieđu hoàn toàn Uh được gĩi là hieơu đieơn thê hãm.
* Veă đoơ lớn cụa Ibh : Cường đoơ dòng đieơn quang đieơn bão hoà tỷ leơ thuaơn với cường đoơ cụa chùm sáng kích thích.
* Veă đoơ lớn Uh : Thí nghieơm cho thây giá trị cụa hieơu đieơn thê hãm Uh ứng với moêi kim lối dùng làm catot hoàn toàn khođng phú thuoơc vào cường đoơ cụa chùm sáng kích thích mà chư phú thuoơc vào bước sóng cụa chùm sáng kích thích đó.
Cađu 11 :
1. Dòng quang đieơn là gì? Neđu đaịc đieơm cụa đường đaịc trưng Vođn – ampe cụa tê bào quang đieơn. Vẽ sơ đoă thí nghieơm đeơ thu được đường đaịc trưng đó. đieơn. Vẽ sơ đoă thí nghieơm đeơ thu được đường đaịc trưng đó.
2. Phát bieơu các định luaơt quang đieơn.
3. Tái sao khođng giại thích được các định luaơt quang đieơn baỉng thuyêt sóng ánh sáng.
1. Dòng quang đieơn
Là dòng chuyeơn dời có hướng cụa các electron baơt ra khỏi catot kim lối khi catot được chiêu baỉng ánh sáng thích hợp.
Đaịc đieơm cụa đường đaịc trưng Vođn – ampe cụa tê bào quang đieơn
Dòng quang đieơn I phú thuoơc vào hieơu đieơn thê U giữa A và C cụa tê bào quang đieơn theo đường cong như hình vẽ.
- Với U > 0 : Lúc đaău I taíng theo U, nhưng khi U taíng đên moơt trị sô nào đó (U = Uo) và nêu giữ cường đoơ cụa chùm sáng kích thích khođng đoơi thì I khođng taíng nữa, lúc đó dòng quang đieơn bão hoà (I = Ibh).
- Với U < 0 : Đieơn trường giữa A và C là
trường cạn electron, nhưng dòng quang đieơn khođng trieơt tieđu khođng trieơt tieđu ngay mà giạm daăn khi hieơu đieơn thê trường cạn taíng daăn. Khi hieơu đieơn thê này đát đên trị sô Uh (hieơu đieơn thê
hãm) thì dòng đieơn trieơt tieđu.
2. Phát bieơu các định luaơt quang đieơn
a. Định luaơt quang đieơn thứ nhât: Đôi với moêi kim lối dùng làm catot có moơt bước
sóng giới hán lo nhât định gĩi là giới hán quang đieơn. Hieơn tượng quang đieơn chư xạy ra khi bước sóng l cụa ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hán quang đieơn (l£lo).
Uh Uo UAC Ibh I Ibh 2 1 O
b. Định luaơt quang đieơn thứ hai: Với ánh sáng kích thích có bước sóng thoạ mãn định luaơt quang đieơn thứ nhât thì cường đoơ dòng quang đieơn bão hoà tỷ leơ thuaơn với cường đoơ cụa chùm luaơt quang đieơn thứ nhât thì cường đoơ dòng quang đieơn bão hoà tỷ leơ thuaơn với cường đoơ cụa chùm sáng kích thích.
c. Định luaơt quang đieơn thứ ba
Đoơng naíng ban đaău cực đái cụa các electron quang đieơn khođng phú thuoơc vào cường đoơ cụa chùm sáng kích thích mà chư phú thuoơc vào bước sóng cụa ánh sáng kích thích và bạn chât kim lối dùng làm catot.
3. Tái sao khođng giại thích được các định luaơt quang đieơn baỉng thuyêt sóng ánh sáng
Theo thuyêt sóng ánh sáng thì khi chiêu ánh sáng vào maịt catot, đieơn trường biên thieđn trong sóng ánh sáng sẽ làm cho các electron trong kim lối dao đoơng. Cường đoơ cụa chùm sáng kích thích càng mánh, đieơn trường càng lớn làm cho electron dao đoơng càng mánh đên mức có theơ baơt ra khỏi kim lối và có theơ có moơt đoơng naíng ban đaău nào đó. Như vaơy, theo thuyêt sóng ánh sáng thì :
- Hieơn tượng quang đieơn có theơ xạy ra với bât cứ ánh sáng có bước sóng nào, mieên là có cường đoơ đụ mánh. Đieău này trái với định luaơt thứ nhât veă giới hán quang đieơn.
- Đoơng naíng ban đaău cực đái cụa electron quang đieơn phại phú thuoơc vào cường đoơ cụa chùm sáng kích thích. Đieău này trái với quang đieơn thứ ba.
Maịt khác, theo thuyêt sóng ánh sáng, cường đoơ chùm sáng phại đụ lớn hieơn tượng quang đieơn mới xạy ra. Thê nhưng tređn thực tê, cường đoơ chùm sáng kích thích dù nhỏ, hieơn tượng quang đieơn văn xạy ra, mieên là chùm sáng kích thích có bước sóng l£lo.
Vaơy thuyêt sóng ánh sáng bât lực trong vieơc giại thích các định luaơt quang đieơn.
Cađu 12 :
1. Trình bày noơi dung thuyêt lượng tự ánh sáng.
2. Vaơn dúng thuyêt lượng tử ánh sáng đeơ giại thích các định luaơt quang đieơn.
1. Thuyêt lượng tử ánh sáng
- Những nguyeđn tử hay phađn tử vaơt chât khođng hâp thú hay bức xá ánh sáng moơt cách lieđn túc, mà thành từng phaăn rieđng bieơt, đứt quãng. Moêi phaăn đó mang moơt naíng lượng hoàn toàn xác định, có đoơ lớn là e = hf, trong đó f là taăn sô ánh sáng, còn h là moơt haỉng sô gĩi là haỉng sô Plaíng (Planck). h = 6,625.10-34J.s
Moêi phaăn đó gĩi là moơt lượng tử naíng lượng.
- Chùm ánh sáng được coi như moơt chùm hát, moêi hát gĩi là moơt phođtođn, mang moơt lượng tử naíng lượng. Các phođtođn chuyeơn đoơng với vaơn tôc ánh sáng. Khi ánh sáng truyeăn đi, các phođtođn khođng bị thay đoơi, khođng phú thuoơc vào khoạng cách tới nguoăn sáng.