1) Kiểm tra bài cũ: * GV nờu cõu hỏi kiểm tra:
- Trỡnh bày sự phụ thuộc của cường độ dũng quang điện vào hiệu điện thế UAK? - Phỏt biểu nội dung cỏc định luật quang điện.
2) Bài mới:
Hoạt động 1. Tỡm hiểu: NỘI DUNG THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
-Nờu lờn sự bế tắc của thuyết súng ỏnh sỏng trong việc giải thớch cỏc định luật quang điện sau khi HS trả lời cõu hỏi.
H. Cú phải một chựm sỏng
càng mạnh (năng lượng lớn) càng dễ bật electron ra khỏi bề mặt kim loại khụng?
-Nờu giả thuyết về lượng tử năng lượng của Plăng và phõn tớch rừ từng điểm một.
-Nờu cõu hỏi C1: Hĩy tớnh
-Trả lời cõu hỏi: khụng. Ánh sỏng phải cú λ ≤ λ0.
Chựm sỏng dự cú cường độ mạnh, nếu cú λ khụng thỏa điều kiện trờn vẫn khụng gõy được HTQĐ.
-Nhận rừ một nhận thức mới về ỏnh sỏng: Ánh sỏng khụng chỉ cú một tớnh chất súng.
1. Thuyết lượng tử ỏnh sỏng.
a) Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng.
Năm 1900, Plăng đĩ đề xướng giả thuyết về lượng tử năng lượng nhằm giải thớch sự phỏt và hấp thụ bức xạ của cỏc vật núng sỏng (bức xạ nhiệt). Theo Plăng thỡ năng lượng mà mỗi lần nguyờn tử hay phõn tử hấp thụ hay phỏt xạ cú giỏ trị hồn tồn xỏc định, gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng, kớ hiệu ε, cú giỏ trị bằng:
ĐỊNHĐỊNH ĐỊNH
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
lượng tử năng lượng của ỏnh sỏng màu tớm.
-Nờu nội dung thuyết lượng tử ỏnh sỏng (SGK). Phõn tớch những quan điểm mới của Anhxtanh so với giả thuyết của Plăng. + Hạt ỏnh sỏng (phụton) cú năng lượng c hf h ε λ = = + Hấp thụ hay phỏt xạ của vật chất là hấp thụ hay phỏt xạ của phụton. + Phụton cú vận tốc trong chõn khụng: v = c = 3.108m/s -Nờu cõu hỏi C2.
-Trả lời cõu hỏi C1, hỡnh dung được năng lượng của lượng tử ỏnh sỏng.
-Lĩnh hội những nội dung cơ bản của thuyết lượng tử theo hướng dẫn phõn tớch của GV.
-Trả lời cõu hỏi C2.
ε =hf (44.1)
Trong đú f là tần số của ỏnh sỏng bị hấp thụ hay được phỏt ra; h là một hằng số, gọi là hằng số Plăng, h= 6,625.10-34J.s.
b) Thuyết lượng tử ỏnh sỏng. Phụtụn.
Năm 1905, để giải thớch hiện tượng quang điện, nhà bỏc học Anh-xtanh, đĩ phỏt triển giả thuyết của Plăng lờn một bước và đề xuất thuyết lượng tử ỏnh sỏng, cũn gọi là thuyết photon cú nội dung cơ bản như sau:
1. Chựm ỏnh sỏng là một chựm cỏc phụtụn (cỏc lượng tử ỏnh sỏng). Mỗi phụtụn cú năng lượng xỏc định ε= hf (f là tần số của ỏnh sỏng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chựm sỏng với tỉ lệ với số phụtụn phỏt ra trong 1 giõy. 2. Phõn tử, nguyờn tử, ờlectron … phỏt xạ hay hấp thụ ỏnh sỏng, cũng cú nghĩa là chỳng phỏt xạ hay hấp thụ phụtụn.
3. Cỏc phụtụn bay dọc theo tia sỏng với tốc độ c= 3.108m/s trong chõn khụng.
Hoạt động 3.GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
-Nờu lần lượt cỏc cõu hỏi gợi ý, phõn tớch nội dung trả lời của HS.
H1. Nhắc lại hiện tượng quang
điện và cỏc định luật quang điện?
H2. Hiện tượng gỡ xảy ra khi
phụton gặp electron?
-Giới thiệu: electron kim loại hấp thụ hồn tồn năng lượng phụton dựng để:
+ Tạo cụng thoỏt A.
+ Tạo động năng ban đầu và một phần truyền cho mạng tinh thể (với electron bờn trong). -Hướng dẫn HS rỳt ra cụng thức Anhxtanh.
-Hướng dẫn HS dựng cụng thức Anhxtanh giải thớch cỏc định luật quang điện.
-Nờu cõu hỏi C4.
-Nhắc lại 3 định luật quang điện.
-Từ hướng dẫn của GV, dựa vào định luật BTNL, viết phương trỡnh năng lượng cho electron ở mặt ngồi kim loại.
max 2 0 1 2 hf = +A mV -Từ hướng dẫn của GV, nhận ra:
Khi ε ≥ Α thỡ cú hiện tượng quang điện, lập biểu thức:
0
hCA A
λ =
-Lập luận: giải thớch định luật 2.
-Trả lời cõu hỏi C4.
2. Giải thớch cỏc định luật quang điện.
a) Cụng thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện. tượng quang điện.
Anh-xtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra là do ờlectron trong kim loại hấp thụ phụtụn của ỏnh sỏng kớch thớch. Phụtụn bị hấp thụ truyền tồn bộ năng lượng của nú cho ờlectron. Năng lượng ε này được dựng để:
- Cung cấp cho ờlectron một cụng A, gọi là cụng thoỏt, để ờlectron thắng được lực liờn kết với mạng tinh thể và thoỏt ra khỏi bề mặt kim loại;
- Truyền cho ờlectron đú một động năng ban đầu;
Áp dụng định luật bảo tồn năng lượng, ta cú max 2 0 1 2 hf = +A mV b)Giải thớch định luật: Định luật 1: HTQĐ xảy ra khi: hf ≥ A hay hC A λ ≥
ĐỊNHĐỊNH ĐỊNH 0 hC A λ λ → ≤ = 0 hC A λ =
- Định luật thứ hai: Cường độ của dũng quang điện bĩo hồ tỉ lệ thuận với số quang ờlectron bật ra khỏi catụt trong một đơn vị thời gian. Với chựm sỏng cú khả năng gõy ra hiện tượng quang điện, thỡ số quang ờlectron bị bật ra khỏi catụt trong một đơn vị thời gian lại tỉ lệ thuận với số phụtụn đến đập vào mặt catụt trong thời gian đú. Số phụtụn này tỉ lệ với cường độ của chựm sỏng tới. Từ đú suy ra, cường độ của dũng quang điện bĩo hồ tỉ lệ thuận với cường độ của chựm sỏng chiếu vào catụt.
Hoạt động 4 CỦNG CỐ-HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ.
IV. Rỳt kinh nghiệm – Bổ sung:
………………………………………………………………………………………………………………… ………. ………………………………………………………………………………………………………………… ………. ………………………………………………………………………………………………………………… ………. ………………………………………………………………………………………………………………… ……...