Hien Tuong quang dien - thuyet luong tu anh sang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KÍNH CHÀO THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN


•
I- Hiện tượng quang điện
•
II- Các đònh luật quang điện
•
III- Thuyết lượng tử ánh sáng
•
IV- Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng

I.Hiện tượng quang điện
1.Thí nghiệm Héc-xơ:




+
+
+
-
-
-
Zn
- - - - - - - - -
- - - - - - - - -
Chiếu chùm hồ quang vào
tấm kẽm mang điện tích âm

quan sát thấy lá điện nghiệm
cụp lại




+
+
+
-
-
-
Zn
+
+
+
+
+
+
+
+
Chiếu chùm hồ quang vào
tấm kẽm tích điện dương
không thấy xảy ra hiện tượng
như trên




+

+
+
-
-
-
Zn
Dùng tấm kính chắn chùm
Tia tử ngoại không thấy có
hiệntượng gì xảy ra

V
I- Hiện tượng quang điện
Zn
GL
1- Thí nghiệm của Héc
Điện nghiệm
Tấm kẽm tích điện
Đèn hồ quang L
Tấm thuỷ tinh trong suốt G

Chiếu chùm tia hồ quang vào tấm Zn tích điện âm.
Kim điện nghiệm trở về số 0
>>Lá Zn đã mất điện tích âm.
Zn
L
0

* Chiếu chùm tia hồ quang vào tấm Zn tích điện dương.
>> Không có hiện tượng gì xảy ra.
Zn

L


V
Zn
GL
* Dùng tấm thuỷ tinh trong suốt G chắn chùm tia tử ngoại.
>>Không có hiện tượng gì xẩy ra.
2- Đònh nghóa:
Hiện tượng ánh sáng làm bật các
electron ra khỏi mặt kim loại gọi là
hiện tượng quang điện (ngoài)

II-Các đònh luật quang điện
1-Thí nghiệm với tế bào quang điện
A
K
L
F
V
mA
a)Dụng cụ:
Tế bào quang điện: Là một bình chân
không có 2 điện cực A ; K
Anốt: một vòng dây kim loại
Catốt: Là một chỏm cầu kim loại.
•
Đèn hồ quang L
•
Kính lọc sắc F.

•
Điện kế G; Vôn kế V
•
Nguồn điện

b) Tiến hành thí nghiệm
Chiếu vào catốt các ánh sáng có bước sóng khác nhau:
Nhận xét các hiện tượng xẩy ra?
V
mA
- nh sáng tím.
- nh sáng cam
- nh sáng đỏ
*Chiếu ánh sáng thích hợp vào K thì
trong tế bào quang điện sẽ có dòng
quang điện từ A => K
*Đối với mỗi Kloại làm K, ánh sáng
kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn
giới hạn λ
0
nào đó mới có hiện tượng
quang điện.
c) Kết lụân
K
A
F
L

2. SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG QUANG ĐIỆN
VÀO U

AK
mA
K
A
F
L
V
Quan sát số chỉ của mA
khi tăng U
AK
và rút ra nhận xét
?
* NHẬN XÉT:
- U
AK
tăng >> I
QĐ
tăng theo.
U
AK
đạt tới một giá trò Uo.
>> I
QĐ
đạt giá trò bão hoà ( Ibh)
U
0
0
- I
QĐ
= 0 khi U

AK
< 0 (Uh= U
AK
)

3. Sự phụ thuộc cường độ dòng quang điện
bão hoà vào cường độ chùm sáng kích thích.
U
0
I
bh1
I
bh2
I
bh3
* I
bh
tỷ lệ thuận với cường độ
chùm sáng kích thích tương ứng.
I
U
h
Chú ý: U
h
không phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích
U
h
phụ thuộc vào bản chất kim loại làm K
và bước sóng ánh sáng kích thích

•
Đ/Luật1: Đối với mỗi kim loại khi ánh sáng kích
thích vào nó phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng
giới hạn quang điện λ
0
của kim loại thì hiện tượng
quang điện mới xảy ra.
Ch tấ B cạ
Đ nồ
g
K mẽ
Nhôm
Canxi Natri Kali Xesi
λ0
0,26 0,30 0,35 0,36 0,75 0,50 0,55 0,66

Đ/luật 2: Với ánh sáng kích thích có bước sóng thoả mãn
đònh luật quang điện thứ nhất thì cường độ dòng quang điện
bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích.
•
Đ/Luật 3:
•
+ Tồn tại của hiệu điện thế hãm chứng tỏ rằng khi bật ra
khỏi mặt kim loại, các êlectrôn quang điện có một vận tốc
ban đầu
•
+ Động năng ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện
không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích,
mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và
bản chất kim loại dùng làm catốt.

III. THUYẾT LƯNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Giả thuyết Plăng
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: trong đó f là tần
số của ánh sáng bò hấp thụ hay được phát ra, còn h là một hằng số.
2.Lượng tử năng lượng
Công thức

f là tần số ánh sáng
Thông thường năng lượng hấp thụ hay bức xạ
tuỳý,Plănquan niệm lượng năng lượng này b ng ằ
k.hf ( nghóa là bằng bội của hf)
Js10.625,6h
hf
34−
=
=ε
E=hf
νε
h=

3/ Thuyeỏt lửụùng tửỷ aựnh saựng:
a) nh sỏng c to thnh t cỏc ht gi l phụton.
b) Vi mi ỏnh sỏng n sc cú tn s f, cỏc phụtụn u
ging nhau v mang nng lng l : = hf .
c) Trong chõn khụng, vn tc ca phụtụn l 3.10
8
m/s.
d) Khi mt nguyờn t phỏt x hoc hp th ỏnh sỏng thỡ

ng thi chỳng phỏt ra hoc hp th mt phụtụn.
e) Phụ tụn ch tn ti trong trng thỏi chuyn ng ch
khụng ng yờn.

4) Giải thích các đònh luật quang điện bằng thuyết
lượng tử.
+ Coi chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một
phôtôn, mỗi phôtôn ứng với một lượng tử ánh sáng.
+ Mỗi phôtôn bò hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng cho
electrôn.
* Đối với các e
-
nằm ngay trên bề mặt kim loại thì năng
lượng này dùng vào 2 việc:
+ Cung cấp cho e
-
công thoát A.
+ Cung cấp cho e
-
đó một động năng ban đầu đại
° Công thức Anhxtanh:
omax
đ
W
2
max
2
O
mv
hf A

= +

Công thức Anhxtanh:
2
max
2
o
mv
Ahf +=
Ta có: năng lượng một phôtôn là

4.Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng
a. Tính chất sóng:
-
Hiện tượng giao thoa
-
Hiện tượng tán sắc
b. Tính chất hạt:
-
Hiện tượng quang điện
-
Khả năng đâm xuyên
-
Tác dụng iôn hóa

Củng cố kiến thức:
1.

Thực hiện:
1.Nguyễn Thu Vân

2.Đặng Nữ Ái Trâm
3.Trần Văn Hoàng
Vũ
4.Trần Kim Vũ