Bài giảng hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12

ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 1
Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Đ
Đ
O
O
À
À
N NG
N NG
Ọ
Ọ
C H
C H
À
À
TR
TR
Ư
Ư
Ờ
Ờ
NG THPT H
NG THPT H
Ò
Ò
A B
A B
Ì
Ì
NH

NH 2
2
- - - - - - -
- - - - - - -
+
+
+
-
-
-
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1.THÍ NGHIỆM
Tấm kẽm bị mất điện tích âm.
( êlectron )
Tấm kẽm Zn
Tĩnh điện kế
Chiếu tia tử ngoại vào 1 tấm kẽm
ban đầu tích điện âm.
Heinrich Rudolf Hertz
Đ
Đ
O
O
À
À
N NG
N NG
Ọ
Ọ
C H

C H
À
À
TR
TR
Ư
Ư
Ờ
Ờ
NG THPT H
NG THPT H
Ò
Ò
A B
A B
Ì
Ì
NH
NH 3
3
Zn
+
+
+
-
-
-
G
Chắn chùm tia hồ
quang bằng tấm thủy

tinh không màu.
Tấm kẽm không mất
điện tích âm.
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 4
Bbiết kết quả thí nghiệm
- Ánh sáng hồ quang đã làm bậc electron ra
khỏi tấm kẽm. (không xảy ra đối với ánh sáng
nhìn thấy).
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 5
2. Định nghĩa:
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi
mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).
Học sinh đọc câu hỏi C1
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 6
Zn
+
+
+
-
-
-
Chiếu tia tử ngoại
vào một tấm kẽm
ban đầu tích điện
dương.
→ Điện tích của
tấm kẽm hầu như
không đổi.
1. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI

Trả lời C1
(giải thích hiện tượng ? )
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 7
II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG
ĐIỆN.
 Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng
 ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện 
0
của kim loại đó,
mới gây ra được hiện tượng quang điện.
  ≤ 
0
  : Bước sóng của ánh sáng kích thích.
 
0
: Giới hạn quang điện.( xem bảng 30.1 và giải bài tập 10,11)
 Định luật về giới hạn quang điện chỉ cĩ thể giải thích được bằng
thuyết lượng tử ánh sáng.
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 8
III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG.
1. Giả thuyết (Planck):
Lượng năng lượng mà mỗi lần mỗi nguyên tử hay
phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác
định và bằng hf, trong đó f là tần số của ánh sáng bị
hấp thụ hay được phát ra; còn h là 1 hằng số Planck.
2. Lượng tử năng lượng:
Lượng tử năng lượng là € = hf
Với h= 6,625.10
-34
j.s là hằng số planck

ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH
9
3. Thuyết lượng tử ánh sáng(thuyết phôtôn)

 Thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn do Einstein đề ra, có nội dung bao
gồm:
 -Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
 -Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f , các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang
năng lượng bằng hf.
 -Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c=3.10
8
m/s dọc theo các tia sáng.
 -Mỗi lần 1 nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra
hay hấp thụ1 phôtôn.
 -Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên.
 .
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 10
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng
thuyết lượng tử ánh sáng
Mỗi photon bi electron hấp thụ sẽ truyền toàn bộ
năng lượng của nó cho electron. Muốn electron bứt
ra khỏi mặt kim loại, phải cung cấp cho nó 1 công
để thắng các liên kết , công này gọi là công thoát A.
 Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi € ≥A hay
hf≥A hay h ≥A =>  ≤
Đặt 
0
= là giới hạn quang điện của kim loại thì
≤


0
 Giải thích được định luật về giới hạn quang điện.

c
A
hc
A
hc
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 11
IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA
ÁNH SÁNG
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, giao thoa ánh sáng
chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
- Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất
hạt.
- => ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt.
=>ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
ĐOÀN NGỌC HÀ TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH 12
10
10
09
09
08
08
07
07
06
06
05

05
04
04
03
03
02
02
01
01
00
00
20
20
19
19
18
18
17
17
16
16
15
15
14
14
13
13
12
12
11

11