Bài giảng bài hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng vật lý 12 (9)

Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

1


I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1.THÍ NGHIỆM

Chiếu tia tử ngoại vào 1 tấm kẽm +
++
ban đầu tích điện âm
Tấm kẽm Zn

Tấm kẽm bị mất điện tích âm

Heinrich Rudolf Hertz

( êlectron )
---

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

Tĩnh điện kế
ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

2


I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

Chắn chùm tia hồ
quang bằng tấm thủy
tinh không màu.
Tấm kẽm không mất
điện tích âm.

ĐOÀN NGỌC HÀ

+
++

Zn
---

G

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

3


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

4


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

5


1. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI
Chiếu tia tử
ngoại vào một
tấm kẽm ban
đầu tích điện
dương
→ Điện tích của
tấm kẽm hầu
như không đổi

+
++

Zn
---

Trả lời C1
(giải thích hiện tượng ? )
ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

6


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

7


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 băøng 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

8

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 thụ1phôtôn
-Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên



.









ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

9


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 c ≥A =>  ≤ hc



Đặt 0 = là giới hạn quang điện của kim loại thì
A
hc 
≤ 0
Giải thích A
được định luật về giới hạn quang điện
ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

10

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

11


ĐOÀN NGỌC HÀ

TRƯỜNG THPT HÒA BÌNH

20
12
19
17
11
14

15
18
04
13
01
00
16
03
10
05
06
09
02
07
08
12