BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Một phòng giặt ở Califorlia sử dụng năng lượng mặt trời


Tàu vũ trụ dùng năng lượng mặt trời



Ch­¬ng­vi­– ­l­îng­tö­¸nh­s¸ng­

Bµi­30
HiÖn tîng quang ®iÖn
thuyÕt lîng tö ¸nh s¸ng­


Bµi 30
HiƯn tỵng quang ®iƯn
thut lỵng tư ¸nh s¸ng

I. Hiện tượng quang điện
II. Đònh luật về giới hạn quang điện
III. Thuyết lượng tử ánh sáng
IV. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

HEINRICH HERTZ
(1857-1894)


Bài 30 Hiện tợng quang điện - Thuyết lợng tử ánh sáng

I.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


- Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm, số chỉ kim
điện kế giảm dần, tấm kẽm mất điện tích âm.
b. Tiến hành thí nghiệm
+
++

Zn
---

-------------


- Nếu tấm
kẽumtấtích

dương
- Nế
m kẽđiệ
m ntích
điện th×
dương, kim
hiƯn tỵng điệ
x¶ynra
thÕ
? đổi
kếnh
khô
ngnµo
thay
+
++

---

Zn


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

2. Đònh nghóa
-

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt
kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoµi )

3. Tác dụng của tia tử ngoại


-Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng tấm thủy
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra
tinh, số chỉ kim điện kế không thay đổi
hiện tượng quang điện.

+
++

Zn
---

G


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

2. Đònh nghóa
-

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt
kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoµi )

3. Tác dụng của tia tử ngoại
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra
hiện tượng quang điện.

Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

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

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

ChÊt

B¹c

λ 0 (µm) 0,26

Đång KÏm

Nh«m Canxi Natri

Kali

Xesi

0,30

0,36

0,55

0,66

0,35

0,75

0,50

Gi¸ trÞ giíi h¹n quang ®iƯn λ 0 cđa mçi kim lo¹i phơ thc
vµo b¶n chÊt cđa mçi kim lo¹i ®ã


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

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, gọi là lượng tử năng lượng và bằng h.f
trong đó : f là tần số của ánh sáng bò hấp thụ hay được phát ra
h là một hằng số.

2.Lượng tử năng lượng
− 34
h
=

6,
625.10
Js
Công thức ε = hf = hc
λ

λ là bước sóng ánh sáng
f là tần số ánh sáng


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

3. Thuyết lượng tử ánh sáng (thut ph«t«n)
a. Ánh sáng được tạo thành từ các hạt phôtôn
4. Giải thích ®Þnh lt về giới hạn quang điện bằng
b. Vớitmỗ
thuyế
lượinágnhtửsáánnghđơn
sángsắc có tần số f, các phôtôn
đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng

c
c
hc
hf ≥ A ⇒ h ≥ A ⇒
ε =λhf≤ =h ⇒ λ ≤ λ0
λ
λ
A

c. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ
A làtia
côns¸ng
g thoát (J)
c=3.108m/s, däc theo c¸c
hc
là giới hạn quang điện
λ
0
d. Khi
hấp thụ ¸nh sáng th×ø
λ0 =nguyên tử phát xạ hay
h = 6,625.10 – 34 Js
chúngAphát ra hay hấpcthụ
phô
tôn.
8 m/s
= 3.10


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

IV. LƯỢNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG
Để giải thích hiện tượng giao thoa, người ta thừa nhận
Áánnhhsá
ngchấ
tính
sónngg – hạt
sánnggcó
cólưỡ

tính
t só
giả
n tượ
ng
điệ
ÁĐể
nh sá
nigthích
có bảhiệ
n chấ
t só
ngquang
điện từ
. n, người ta thừa
nhận ánh sáng có tính chất hạt
SĐT có bước sóng dài thể hiện rõ tÝnh chÊt sóng.
 SĐT có bước sóng ngắn thể hiện rõ tÝnh chÊt hạt.


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

BÀI TẬP VẬN DỤNG
C©u 1 : Chiếu vào tấm đồng các ánh
sáng có bước sóng λ0 = 0,3µm
A. 0,1µm

C. 0.3 µm

B. 0,2 µm

D 0,4 µm
D.

Hiện tượng quang điện không xảy ra với
bước sóng nào?


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng

BÀI TẬP VẬN DỤNG
C©u 2 : nh sáng có bước sóng 0,75 µm gây
ra hiện tượng quang điện với kim loại nào?
A.
A
B.

Ca
K

Ca : λ 0 = 0,75µm
K : λ0 = 0,55µm

C. Na
D. Xs

Na : λ0 = 0,5µm
Xs : λ0 = 0,66µm

Bài 30 Hiện tợng quang điện - Thuyết lợng tử ánh sáng

BAỉI TAP VAN DUẽNG
Câu 3 : Lng t nng lng ca ỏnh sỏng
(0,75 m) l
A. 26,5 J

B. 8,83 .10 - 5 J

C 26,5.10 -19 J
C.

D. 8,83.10 -20 J
8

c
3.10
34
19
= h = 6, 625.10
= 26,5.10 J
6

0, 75.10


Bµi 30 HiƯn tỵng quang ®iƯn - Thut lỵng tư ¸nh s¸ng
1.

- Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra

khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện

2. – HiƯn tỵng quang ®iƯn chØ x¶y ra khi :
λ ≤ λ0
λ : lµ bíc sãng cđa ¸nh s¸ng kÝch thÝch
λ0 : lµ giíi h¹n quang ®iƯn cđa kim lo¹i

hc
λ0 =
A
3 – Lỵng tư n¨ng lỵng
f : lµ tÇn sè cđa ¸nh s¸ng

ε = hf
h = 6, 625.10 − 34 Js