bài 44. thuyết lượng tử ánh sáng lưỡng tính sóng hạt

Câu 1. Phát biểu các định luật quang điện?
Định luật thứ nhất: Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu
vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ
0
. λ
0
được gọi là giới
hạn quang điện của kim loại đó. λ≤ λ
0

Định luật quang điện thứ hai: Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có λ≤ λ
0
), Cường
độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích.
Định luật quang điện thứ ba: Động năng ban đầu của quang electron không phụ
thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng
ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại.
Câu 2. Chứng tỏ rằng thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được hiện
tượng quang điện?

1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
a, Giả thuyết lượng tử năng lượng của Planck
Giả thuyết của Planck: lượng năng lượng mà mỗi lần
nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị
hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng. Lượng
tử năng lượng , kí hiệu ε, có giá trị bằng:
f: là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ
h: hằng số Planck; h=6,625.10
-34

J.s
ε = hf
Ví dụ: tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng
da cam có bước sóng λ=0,65µm? Nhận xét năng
lượng của phôtôn này?
19−
-34 8
-6
hc 6,625.10 .3.10
ε = hf = =
λ 0,65.10
= 3,057.10 (J) = 1,91eV
Albert Einstein
Max Planck

1. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
b, Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn
1. Chùm ánh sáng là môt chùm các phô
tôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phô tôn
có năng lượng xác định ε=hf (f là tần số
của ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường
độ của chùm sáng tỉ lệ với số phô tôn phát
ra trong 1 giây.
3. Các phô tôn bay dọc theo tia sáng với tốc
độ c=3.10
8
m/s trong chân không.
2. Phân tử, nguyên tử, electron…phát xạ
hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là
chúng phát xạ hay hấp thụ phô tôn.

Albert Einstein

2.GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN
a, Công thức Anh- xtanh về hiện tượng quang điện
Khi 1 electron trong kim loại hấp thụ 1 phô tôn của ánh sáng kích thích
Năng lượng
phô tôn
ε = hf
Truyền cho
electron
đó một động năng
ban đầu
Cung cấp cho
electron một công A
(Công thoát A)
Truyền một phần
năng lượng cho
cho mạng tinh thể

0max
2
1
hf = A + mv
2
2.GiẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐiỆN
a, Công thức Anhx-tanh về hiện tượng quang điện
Khi 1 electron bề mặt kim loại hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích
Năng lượng của
1 phô tôn
ε = hf

Cung cấp cho1
electron một công A
(Công thoát A)
Truyền cho
electron đó một
động năng ban đầu
cực đại
Công thức của Anh-
xtanh về hiện tượng
quang điện

I~
Cường độ
ánh sáng
0max
2
1
mv
2
phụ thuộc vào
2.GIẢI THÍCH CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐiỆN
b, Giải thích các định luật quang điện
- Định luật thứ nhất:
hc
A
λ
≥
từ đó suy ra λ ≤ λ
0
. Với

0
hc
λ
A
=
λ
0
là giới hạn quang điện của kim loại làm
catôt
- Định luật thứ hai:
để xảy ra hiện tượng quang điện thì: hf ≥ A hay
- Định luật thứ ba:
Từ công thức Anh – xtanh
0max
2
0
hc hc 1
= + mv
λ λ 2
0max
2
1
hf = A + mv
2
0max
2
0
1 hc hc
mv = -
2λ λ

hf
A
~ I
p
Cường độ
ánh sáng
N
e
~ N
p
I ~ N
e
e
N .e
I =
t

3. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG
a, Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng
`
- Tính chất sóng của ánh sáng:
- Tính chất hạt của ánh sáng:
Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Tức là ánh
sáng có lưỡng tính sóng - hạt
giao thoa, nhiễu xạ…
hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên…
b, Sự thể hiện tính sóng và tính hạt của ánh sáng.

ÁNH SÁNG NHÌN THẤY
λ = 0,38 µm đến λ = 0,76 µm

HỒNG NGOẠI
λ =7,6.10
-7
m đến λ = 7,6.10
-3
m
λ =10
-4
m đến λ = 4.10
4
m
TIA TỬ NGOẠI
λ =10
-9
m đến λ = 3,8.10
-7
m
Tia X
λ =10
-11
m đến λ = 10
-8
m
TIA GAMMA
λ < 10
-11
m
λ(m)
SÓNG VÔ TUYẾN
Thể

hiện
tính hạt
rõ
(năng
lượng
của
phôtôn
tăng)
Thể
hiện
tính
sóng rõ
(năng
lượng
của
phôtôn
giảm)
b, Sự thể hiện tính sóng và tính hạt của ánh sáng.

Câu 1: Chọn câu sai: Các hiện tượng liên quan đến tính chất lượng tử
của ánh sáng là:
A. Hiện tượng quang điện
B. Sự phát quang của các chất
C. Hiện tượng tán sắc ánh sáng
D. Tính đâm xuyên
Câu 2: Các hạt bứt ra khỏi mặt kim loại khi chiếu ánh sáng thích hợp gọi là:
A. Tia γ. B. Quang êlectron C. Lượng tử ánh sáng D. Tia X
Câu 3: Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:
A. Công thoát êlectron của kim loại.
B. Bước sóng của ánh sáng kích thích

C. Bước sóng của riêng kim loại đó
D. λ
0
= hc/ A

Câu 4. Chiếu một bức xạ đơn sắc có b ớc sóng 0,5àm vào một tế bào quang
điện có giới hạn quang điện là 0,66àm. Vận tốc ban đầu cực đại của
electron quang điện là
Câu 6. Chiếu một chùm bức xạ có b ớc sóng = 0,180àm vào catôt của tế
bào quang điện . Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt là
0
=
0,30àm. Vận tốc ban đầu cực đại của electron quang điện là
Câu 5. Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 0,62àm. Chiếu vào
chất bán dẫn đó lần l ợt các chùm bức xạ đơn sắc có tần số f
1
= 4,5.10
14
Hz, f
2

= 5,0.10
13
Hz, f
3
= 6,5.10
13
Hz, f
4
= 6,0.10

14
Hz thỡ hiện t ợng quang dẫn sẽ
x y ra với
A. 2,5.10
5
m/s B. 3,7.10
5
m/s C. 4,6.10
5
m/s D. 5,2.10
5
m/s
A. 9,85.10
5
m/s B. 8,36.10
6
m/s
C. 7,56.10
5
m/s
D. 6,54.10
6
m/s
A. chùm bức xạ 1 B. chùm bức xạ 2 C. chùm bức xạ 3
D. chùm bức xạ 4

Xin chân thành cảm ơn các
thầy cô giáo và các em học
sinh lớp 12A
12

Kính chúc các thầy cô giáo
mạnh khoẻ và hạnh phúc!
Chúc các em học sinh học giỏi
và thành đạt !