Bài giảng bài hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12 (4)

VẬT LÝ 12


CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng
I. Hiện tượng quang điện

II. Định luật về giới hạn quang điện
III. Thuyết lượng tử ánh sáng
IV. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng


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 Hertz (1857- 1894)

Dụng cụ thí nghiệm
- Đèn hồ quang

- Tĩnh điện kế có gắn tấm kẽm tích điện
âm


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

3. Tác dụng của tia tử ngoại đối với hiện tượng quang
điện của kẽm


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. Hiện tượng 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
Bảng 30.1 Giới hạn quang điện của một số chất

ChÊt

B¹c

λ0 (μm) 0,26

Ñång

KÏm

Nh«m

Canxi

Natri

Kali

Xesi

0,30

0,35

0,36

0,75

0,50

0,55

0,66


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. Hiện tượng quang điện
II. Định luật về giới hạn quang điện
III. Thuyết lượng 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 trị hoàn toàn xác
định và bằng hf
Trong đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay được phát xạ
h là hằng số

Max Planck (1858- 194

2. Lượng tử năng lượng

  hf
h  6,625.10  34 J s


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. Hiện tượng quang điện
II. Định luật về giới hạn quang điện
III. Thuyết lượng tử ánh sáng
3. Thuyết lượng tử ánh sáng

Albert Einstein (1879- 1955)
a) Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là các phôtôn
b) Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau,
mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf

c) Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng
d) Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng
phát ra hay hấp thụ một phôtôn


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. Hiện tượng quang điện
II. Định luật về giới hạn quang điện

III. Thuyết lượng tử ánh sáng
4. Giải thích định luật về giới hạn quanh điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
Hiện tượng quang điện xảy ra do electron trong kim loai hấp thụ phôtôn
của ánh sáng kích thích

Muốn electron bứt khỏi mặt kim loại thì năng lượng của phôtôn ánh sáng kích
thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát
hf ≥ A
h

Đặt

c



 A

0 

hc
A

 

hc
A

Ta có

  0


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

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

Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt

Dù ánh sáng thể hiện tính chất nào thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
VẬN DỤNG
Câu 1. Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện
A. Electron bứt ra khỏi mặt kim loại khi bị nung nóng

B. Electron bứt ra khỏi kim loại khi có ion đập vào
C. Electron bị bật ra khỏi nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác
D. Electron bị bật ra khỏi kim loại khi bị chiếu sáng
D
Dùng bảng 30.1 để trả lời các câu sau
ChÊt
B¹c
Nh«m
Ñång KÏm
λ0 (μm) 0,26

0,30

0,35

0,36

Canxi

Natri

Kali

Xesi

0,75

0,50

0,55

0,66

Câu 2. Ánh sáng có bước sóng 0,75 μm có thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất
nào dưới đây
A. Canxi
A

B. Natri

C. Kali

D. Xesi

Câu 3. Giới hạn quang điện của một hợp kim gồm bạc, đồng, kẽm sẽ là:

A. 0,26 μm

B. 0,30 μm

C.
C 0,35 μm

D. 0,40 μm


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
VẬN DỤNG

Câu 4. Lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ ( 0,75 μm) là
A. 26,5 J

B. 8,83 .10-5 J

C
C. 26,5.10-20 J

D. 8,83.10-20 J

Câu 5. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Cho 1eV = 1,6.10-19 J. Công
thoát của electron ra khỏi kẽm tính theo eV là
A. 5,68 eV

B. 2,89 eV
B

C. 3,55 eV

D. 4,63 eV


Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
HƯỚNG DẪN HỌC TẬP Ở NHÀ

Bài tâp 10, 12,13 SGK; các bài trong SBT
Chuẩn bị bài 31