Hiện tượng Quang Điện

Một phòng giặt ở Califorlia sử dụng năng lượng mặt trời


Tàu vũ trụ dùng năng lượng mặt trời


Ch¬ng vi lîng tö ¸nh s¸ng –
Bµi 30
HiÖn tîng quang ®iÖn
thuyÕt lîng tö ¸nh s¸ng

HEINRICH HERTZ
HEINRICH HERTZ
(1857-1894
(1857-1894
)
)


NỘI DUNG
NỘI DUNG
I. Hiện tượng quang điện
I. Hiện tượng quang điện
II. Đònh luật về giới hạn
II. Đònh luật về giới hạn
quang điện
quang điện

III. Thuyết lượng tử ánh
III. Thuyết lượng tử ánh
sáng
sáng
IV. Lưỡng tính sóng hạt
IV. Lưỡng tính sóng hạt
của ánh sáng.
của ánh sáng.



I.Hieọn tửụùng quang ủieọn
I.Hieọn tửụùng quang ủieọn
1. Thớ nghieọm cuỷa Heực ve hieọn tửụùng quang ủieọn
1. Thớ nghieọm cuỷa Heực ve hieọn tửụùng quang ủieọn
a. Dng c
Tm km Zn
+
+
+
-
-
-
Ngun h
quang
Tnh in k

b. Tiến hành thí nghiệm
Zn
- - - - - - -

- - - - - - -
+
+
+
-
-
-

- Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm, lá điện
- Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm, lá điện
nghiệm cụp lại, tấm kẽm mất điện tích âm.
nghiệm cụp lại, tấm kẽm mất điện tích âm.
b. Tiến hành thí nghiệm
Zn
- - - - - - -
- - - - - - -
+
+
+
-
-
-

- Nếu tấm kẽm tích điện dương, lá
- Nếu tấm kẽm tích điện dương, lá
điện nghiệm không cụp lại
điện nghiệm không cụp lại
Zn
+
+

+
-
-
-
- Nếu tấm kẽm tích điện dương
- Nếu tấm kẽm tích điện dương
th×
th×
hiƯn tỵng x¶y ra nh thÕ nµo ?
hiƯn tỵng x¶y ra nh thÕ nµo ?

-
-
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim
loại gọi là hiện tượng quang điện (
loại gọi là hiện tượng quang điện (
ngoµi
ngoµi
)
)
2. Đònh nghóa
3. Tác dụng của tia tử ngoại

- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra
hiện tượng quang điện.
hiện tượng quang điện.
Zn
+

+
+
-
-
-
G
-Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng tấm
-Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng tấm
thủy tinh, lá điện nghiệm không cụp lại
thủy tinh, lá điện nghiệm không cụp lại

II.
II.
ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN
ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng
λ
λ
ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện
ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện
λ
λ
0
0


của kim loại
của kim loại
đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện

đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện


λ
λ


≤
≤


λ
λ
0
0


 
Đ
     
       


µλ
Gi¸ trÞ giíi h¹n quang ®iƯn
Gi¸ trÞ giíi h¹n quang ®iƯn
λ
λ
0
0

cđa mçi kim lo¹i phơ thc
cđa mçi kim lo¹i phơ thc
vµo b¶n chÊt cđa mçi kim lo¹i ®ã
vµo b¶n chÊt cđa mçi kim lo¹i ®ã


Gi¸ trÞ giíi h¹n quang ®iƯn
Gi¸ trÞ giíi h¹n quang ®iƯn
λ
λ
0
0
cđa mét sè kim lo¹i :
cđa mét sè kim lo¹i :



III. THUYẾT LƯNG TỬ ÁNH SÁNG
III. THUYẾT LƯNG TỬ ÁNH SÁNG
1.
1.
Giả thuyết Plăng
Giả thuyết Plăng


Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát
Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát
xạ có giá trò hoàn toàn xác đònh và bằng h.f
xạ có giá trò hoàn toàn xác đònh và bằng h.f

trong đó : f là tần số của ánh sáng bò hấp thụ hay được phát ra
trong đó : f là tần số của ánh sáng bò hấp thụ hay được phát ra
h là một hằng số.
h là một hằng số.
3.
3.
Thuyết lượng tử ánh sáng(
Thuyết lượng tử ánh sáng(
!"#$%
!"#$%
)
)
2.
2.
Lượng tử năng lượng
Lượng tử năng lượng
C
C
ông thức
ông thức




f là tần số ánh sáng
f là tần số ánh sáng
&'(
)
*−

=
=ε

a.
a.
Ánh sáng được tạo thành từ các hạt phôtôn
Ánh sáng được tạo thành từ các hạt phôtôn
b.
b.
Mỗi phôtôn mang năng lượng xác đònh hf.
Mỗi phôtôn mang năng lượng xác đònh hf.
c.
c.
Trong chân không tốc độ phôtôn c = 3.10
Trong chân không tốc độ phôtôn c = 3.10
8
8
m/s,
m/s,
+,$
+,$
-$.$$.$
-$.$$.$
+(
+(
$
$
nguyên tử phát xạ hay hấp thụ
nguyên tử phát xạ hay hấp thụ
.

.
sáng
sáng
/
/
ø
ø
chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn.
chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn.
4.
4.
Giải thích
Giải thích
®Þnh lt
®Þnh lt
về giới hạn quang điện bằng
về giới hạn quang điện bằng
thuyết lượng tử ánh sáng
thuyết lượng tử ánh sáng
0
c c
hf A h A h
A
λ λ λ
λ
≥ ⇒ ≥ ⇒ ≤ ⇒ ≤
0




=λ
A là công thoát
A là công thoát


là giới hạn quang điện
là giới hạn quang điện
h = 6,625.10
h = 6,625.10
– 34
– 34
Js
Js


c = 3.10
c = 3.10
8
8
m/s
m/s

λ

IV. LƯỢNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG
Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt
Có bản chất sóng điện từ. Bước sóng dài thể hiện rõ 1$
$ sóng, bước sóng ngắn thể hiện rõ 1$$hạt.

C

C
2!$'
2!$'
$3$
$3$
Chiếu vào tấm đồng các ánh sáng
Chiếu vào tấm đồng các ánh sáng
có bước sóng
có bước sóng
A. 0,1 C. 0.3
A. 0,1 C. 0.3


B. 0,2 D. 0,4
B. 0,2 D. 0,4

µ

µ

µ

µ
Hiện tượng quang điện không xảy ra với
Hiện tượng quang điện không xảy ra với
bước sóng nào?
bước sóng nào?
D
λ
0

= 0,3µm

2!$
2!$
$3
$3
nh sáng có bước sóng 0,75 gây ra hiện tượng
nh sáng có bước sóng 0,75 gây ra hiện tượng
quang điện với kim loại nào?
quang điện với kim loại nào?
A. Ca C. Na
A. Ca C. Na


B. K D. Xs
B. K D. Xs

µ
A
Ca : λ
0
= 0,75µm Na : λ0 = 0,5µm
K : λ0 = 0,55µm Xs : λ0 = 0,66µm

C©u 3$3 Lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ ( 0,75 μm) là
A. 26,5 J B. 8,83 .10
- 5
J
C. 26,5.10
-20

J D. 8,83.10
-20
J
C
8
34 20
6
3.10
6,625.10 26,5.10
0,75.10
c
h J
ε
λ
− −
−
= = =

Tãm t¾t néi dung bµi
Tãm t¾t néi dung bµi
1.
1.
-
-
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra
khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện
khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện
$
$

($4$56$78$9!$:6$;$<"$$=$3
($4$56$78$9!$:6$;$<"$$=$3
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
λ
λ
$
$
≤
≤
$
$
λ
λ


$
$
$$$$$$$$$$$$$$$$
$$$$$$$$$$$$$$$$
λ
λ
$
$
3$>$?7@$A$B$.$.$=1$1$
3$>$?7@$A$B$.$.$=1$1$
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
λ
λ



$3$>$@$$9!$:6$B$=$-$$
$3$>$@$$9!$:6$B$=$-$$
0



=λ
$4$C78$D$E$78$
)$3$>$F$G$B$.$.$
&'(
)
*
−
=
=ε