Bài giảng bài hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12 (3)

Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
GV: NGÔ BÁ TÙNG


Đặt vấn đề, nhắc lại kiến thức cũ
Khi một người
tiến về garage,
cánh cửa
garage lập tức
mở ra, sau khi
người đó qua
cửa, thì nó
đóng lại. Cánh
cửa đóng mở
tự động dựa
trên hiện tượng
quang điện.


Đặt vấn đề, nhắc lại kiến thức cũ




Người ta có thể làm cho các êlectron bật ra
khỏi tấm kim loại bằng cách nào ?
nung nóng tấm kim loại

Còn cách nào khác làm cho các electron
bật khỏi bề mặt tấm kim loại không ?


Đặt vấn đề, nhắc lại kiến thức cũ

Trong ánh sáng hồ quang có :
 Tia hồng ngoại.
 Trong
Tia tửánh
ngoại.
sáng hồ quang có những thành
nàothấy.
?
 phần
Ánhbức
sángxạ
nhìn


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG
QUANG ĐiỆN
1. Thí nghiệm của
Héc về hiện tượng
quang điện

Heinrich Rudolf Hertz

i. Hiện tượng quang điện
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
Chiếu ánh sáng
hồ quang vào 1
tấm kẽm ban đầu
tích điện âm

+
++
Tấm kẽm Zn

--

Góc lệch của kim tĩnh điện
Chứng tỏ: tấm kẽm bị
kế giảm chứng tỏ điều gì ?

mất điện tích âm (electron)

Tĩnh điện kế


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG
QUANG ĐiỆN
1. Thí nghiệm của
Héc về hiện tượng

quang điện

Heinrich Rudolf Hertz

i. Hiện tượng quang điện
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện

Trong thí nghiệm trên thì nguyên nhân nào
Vậy: Khi ánh sáng hồ quang
làm êlectron bật khỏi tấm kẽm ?

chiếu vào tấm kẽm thì các electron
bị bật khỏi tấm kẽm.


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
Heinrich Rudolf Hertz
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG
i. Hiện tượng quang điện
QUANG ĐiỆN

1. Thí nghiệm của
Héc về hiện tượng
quang điện

1. Thí nghiệm của Hộc về hiện tượng quang điện
Chiếu ánh
sáng hồ quang

vào một tấm
kẽm ban đầu
tích điện dương

+
++

--

Điện tích của tấm kẽm như thế
nào sau khi chiếu ánh sáng hồ
quang ?
Điện tích của tấm kẽm hầu
như không đổi

Tấm kẽm
tích điện
dương


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG
QUANG ĐiỆN
1. Thí nghiệm của Héc về
hiện tượng quang điện

Heinrich Rudolf Hertz

i. Hiện tượng quang điện
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
Khi
Lặpchiếu
lại thíánh
nghiệm
sáng với
hồ quang
tấm kẽm
vào
mang
tấm điện
kẽm dương
tích điện
thì
dương
kim tĩnh
thìđiện
electron
kế không
vẫn bị
bị bật
thaykhỏi
đổi.tấm
Vì sao
kẽm? nhưng bị tấm
kẽm tích điện dương hút lại ngay.

Vậy: Electron vẫn bị bật khỏi tấm kẽm mang điện dương
khi ánh sáng hồ quang chiếu vào.

Hiện tượng vừa khảo sát gọi là hiện tượng quang điện, vậy
hiện tượng quang điện là gì ?


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN
ĐIỆN

Heinrich Rudolf Hertz

i. Hiện tượng quang điện
2. Định nghĩa

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


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN

Heinrich Rudolf Hertz

i. Hiện tượng quang điện
3. Chú ý
Tấm thủy tinh dày.
+
++

3. Chú ý

Chắn chùm tia hồ
quang bằng tấm
thủy tinh dày.

Tấm kẽm
Điện
tích
tấm
kẽm
không
mất
điện
như
tích thế
âm.nào ?

---

Tấm kẽm
mang
điện âm

G


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN
1. ThÝ nghiÖm cña HÐc vÒ
hiÖn tîng quang ®iÖn
2. §Þnh nghÜa

3. Chó ý

Heinrich Rudolf
Hertz

i. HiÖn tîng quang ®iÖn
3. chú ý
Kết luận
NếuBức
chắn
tia hồcó
quang
xạchùm
tử ngoại
khả bằng
năng
tấmgây
thủyratinh

dàytượng
thì hiện
tượng
hiện
quang
điện
quang
điệncòn
không
ra nhìn
 chứng
ở kẽm,
ánhxảy
sáng
thấy
tỏ điều
gì?
thì không.


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN
1. ThÝ nghiÖm cña HÐc vÒ
hiÖn tîng quang ®iÖn
2. §Þnh nghÜa
3. Chó ý

II. §ÞNH LUËT VÒ
GIíI H¹N QUANG
§IÖN

Heinrich Rudolf
Hertz

II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN


Làm thế nào để khảo sát hiện
tượng quang điện đối với một kim
loại ?
Ánh sáng kích thích là gì ?
Giới hạn quang điện của kim loại
là gì ?
Để gây ra hiện tượng quang điện
đối với một kim loại thì phải thoả
điều kiện gì ?

Học sinh đọc mục II, trả
 câu hỏi
lời





Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN

Heinrich Rudolf Hertz

II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN

Định luật về giới hạn quang điện :
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 λ0 của kim loại đó, mới gây
ra được hiện tượng quang điện.

Học sinh nghiên cứu bảng 30.1 ( giá trị
giới hạn quang điện λ0 của một số kim loại),
trả lời câu hỏi :

So sánh giới hạn quang điện (λ0) của các kim
loại khác nhau ?
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại đặc trưng
riêng cho kim loại đó


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
ĐiỆN

Max Planck
( 1858-1947)

III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1. Giả thuyết của Plăng

Học sinh đọc mục III.1
Lượng năng lượng mà mỗi một lần nguyên
tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá
trị hoàn toàn xác định và bằng hf
( f : tần số ánh sáng; h : hằng số)

2. Lượng tử năng lượng
1. Giả thuyết của Plăng
2. Lượng tử năng lượng

Lượng năng lượng trong giả thuyết của Plăng
gọi là lượng tử năng lượng,
kí hiệu ε ( exilon)
ε = hf
(h = 6,625.10^-34J.s : hằng số Plăng)


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN

Albert Einstein
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
( 1879-1955)
I. HiỆN TƯỢNG QUANG
III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
ĐiỆN
3. Thuyết lượng tử ánh sáng
Năm 1905, dựa vào giả thuyết của Planck để
giải thích hiện tượng quang điện, Einstein đề ra thuyết
lượng tử ánh sáng


Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều
giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng hf.


3. Thuyết lượng tử ánh sáng

chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s
dọc theo tia các sáng.
Trong

nguyên tử (hay phân tử) phát xạ hay hấp thụ thì chúng
phát ra hay hấp thụ 1 phôtôn.
Khi


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Albert Einstein
( 1879-1955)

III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện
bằng thuyết lượng tử
 Anhxtanh cho rằng hiện tượng quang điện
xảy Mỗi
khi bị
thụ sẽcủa
truyền
toàn bộ
ra dophôtôn
có sự hấp
thụhấp
phôtôn
ánh sáng
của nó cho
electron.
kíchnăng
thíchlượng
bởi electron
trong1 kim
loại.
 Vậy
Công
“thắng”

electron
để để
electron
bứtlực
ra liên
khỏikết
kimcủa
loại
thì
là công
(A). thế nào?
nănggọi
lượng
nàythoát
phải như

Để hiện tượng quang điện xảy ra:
hf  A hay

h

c

 A; Đặt



hc
0     0.
A

Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Albert Einstein
( 1879-1955)

IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG–HẠT CỦA ÁNH SÁNG






Hiện tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có
tính chất sóng; Hiện tượng quang điện
chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt.
Vậy : Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt
Ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì tính
chất hạt thể hiện rõ.
Ánh sáng có bước sóng càng dài thì tính
chất sóng thể hiện rõ.


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Albert Einstein
( 1879-1955)

** Củng cố, vận dụng
Trả lời các câu hỏi sau :
Câu 1: Chiếu ánh sáng hồ quang lên một
tấm kẽm trung hoà điện thì tấm kẽm
sẽ
sai
A. Tích điện âm.
Đúng
B. Tích điện dương.
C. Không bị tích điện.
sai
D. Tích điện âm có độ lớn tăng dần
sai
rồi hạ xuống.


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Albert Einstein
( 1879-1955)

**Củng cố, vận dụng
Trả lời các câu hỏi sau :
Câu 2: Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng
A. Giải thích sự hấp thụ ánh sáng của

môi trường vật chất.
B. Xác định ánh sáng là lưỡng tính
sóng hạt.
C. Xác định ánh sáng có tính chất sóng.
D. Xác định ánh sáng có tính chất hạt.

sai
sai
sai
Đúng


Chương VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Albert Einstein
( 1879-1955)

** Giao nhiệm vụ về nhà




Về nhà trả lời câu hỏi và làm các
bài tập trang 158 SGK; bài 30.1
đến 30.11 SBT.
Xem trước bài Hiện tượng quang
điện trong

Tiết
PPCT:
53
Cảm ơn quý Thầy cô và các em
Bài 30 (VL 12.CB)
học sinh !