Bài giảng bài hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12 (8)

VẬT LÝ 12


Một phòng giặt ở Califorlia sử dụng năng lượng mặt trời


Tàu vũ trụ dùng năng lượng mặt trời



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.

HEINRICH HERTZ
(1857-1894)


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
a. Dụng cụ

+
++

Tấm kẽm Zn

---

Nguồn hồ
quang

Tĩnh điện kế


- 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
kẽmtấm
tíchkẽm
điệntích
dương
- Nếu
điệnth×

dương, kim
hiƯn tỵngđiện
x¶ykế
ra không
nh thÕthay
nµođổi
?
+
++

---

Zn


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

2. Định nghĩa
-

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

+
++

Zn
---

G


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

2. Định nghĩa
-

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.


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

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

Giá trị giới hạn quang điện 0 của một số kim loại :

ChÊt

B¹c

 0 (m) 0,26

Ñång KÏm

Nh«m Canxi Natri

Kali

Xesi

0,30

0,36

0,55

0,66

0,35

0,75

0,50

Giá trị giới hạn quang điện 0 của mỗi kim loại phụ thuộc
vào bản chất của mỗi kim loại đó


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

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

2.Lượng tử năng lượng
 34
Công thức
h

6,
625.10
Js
hc
  hf 
là bước sóng ánh



sáng
f là tần số ánh sáng


Bi 30 Hin tng quang in - Thuyt lng t ỏnh sỏng

3. Thuyt lng t ỏnh sỏng (thuyt phôtôn)
a. nh sỏng c to thnh t cỏc ht phụtụn
4. Gii thớch định lut v gii hn quang in bng
b. Vi mi ỏnh sỏng n sc cú tn s f, cỏc phụtụn u
thuyt lng t ỏnh sỏng
ging nhau, mi phụtụn mang nng lng

hf A h

c



A
hf h

c
hc

0


A
c. Trong chõn khụng, phụtụn bay vi tc c=3.108m/s,

dọc theo các tia sáng
A l cụng thoỏt (J)
hc
0 hp th ánh sỏng thìứ
d. Khi
0 nguyờn t phỏt x hay
l gii hn quang in
chỳngAphỏt ra hay hp th phụtụn. 34
h = 6,625.10
c = 3.10 8 m/s

Js


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG

Để giải thích hiện tượng giao thoa, người ta thừa nhận ánh
Ánh
có chất
lưỡng
tính sóng – hạt
sáng sáng
có tính
sóng
Ánh sáng có bản chất sóng điện từ.
SĐT có bước sóng dài thể hiện rõ tÝnh chÊt sóng.
 SĐT có bước sóng ngắn thể hiện rõ tÝnh chÊt hạt.
Để giải thích hiện tượng quang điện, người ta thừa

nhận ánh sáng có tính chất hạt


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

BÀI TẬP VẬN DỤNG
CÂU 1 : Chiếu vào tấm đồng các ánh
sáng có bước sóng 0 = 0,3m
A. 0,1 m

C. 0.3 m

B. 0,2 m

D 0,4 m
D.

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


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 2 : Aựnh saựng coự bửụực soựng
m0,75
gaõy ra hieọn tửụùng quang ủieọn vụựi kim
loaùi naứo?
A. Ca
C. Na

A
B. K
D. Xs

Ca : 0 = 0,75m
K : 0 = 0,55m

Na : 0 = 0,5m
Xs : 0 = 0,66m


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

BÀI TẬP VẬN DỤNG
CÂU 3 : 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 -19 J

D. 8,83.10 -20 J
8

c
3.10
34

19
  h  6,625.10
 26,5.10 J
6

0,75.10


Bài 30 Hiện tượng quang điện - Thuyết lượng tử ánh sáng

2. – Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi :
  0
 : là bước sóng của ánh sáng kích thích
0 : là giới hạn quang điện của kim loại

hc
0 
A
3 – Lượng tử năng lượng

f : là tần số của ánh sáng

 = hf
h  6, 625.10  34 Js