Hiện tượng quang điện_Thuyết lượng tử ánh sáng.

Ngày soạn: 28_02_2009.
Tiết 53. Bài 1:
 Mục tiêu:
1. Kiến thức:
_ Trình bày được thí nghiệm Hecxow về hiện tượng quang điện và nêu được định nghĩa hiện tượng quang
điện.
_ Phát biểu được định luật giới hạn quang điện.
_ Phát biểu được giả thuyết Plank và viết được biểu thức về lượng tử năng lượng.
_ Phát biểu được thuyết lượng tử ánh sáng và nêu được những đặc điểm của phôtôn.
2. Kỹ năng:
_ Vận dụng được thuyết photon để giải thích định luật về giới hạn quang điện.
_ Nêu được lưỡng tính sóng_hạt của ánh sáng.
 Chuẩn bị:
_ GV: Hình vẽ 30.1 SGK.
_ HS: Xem trước bài ở nhà.
 Nội dung:
NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG THẦY_TRÒ
 Hiện tượng quang điện:
1. Thí nghiệm của Hecxơ về hiện
tượng quang điện:
GV: Mô tả thí nghiệm: Gắn tấm kẽm
tích điện âm vào cần của một tĩnh điện
kế, ta thấy kim của tĩnh điện kế bị lệch đi
một góc nào đó.
GV: Tại sao kim điện kế bị lệch ?
HS: Có dòng điện chạy qua tĩnh điện kế.
GV: Chiếu ánh sáng do hồ quang phát ra
vào tấm kẽm thì góc lệch của kim tĩnh
điện kế giảm đi.
GV: Thay tấm kẽm bằng kim loại khác,
hiện tượng cũng xảy ra tượng tư.

GV: Dựa vào phần mô tả thí nghiệm
trên, hãy cho biết nguyên nhân nào làm
cho góc lệch kim điện kế giảm đi khi
chiếu ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm ?
HS: Do dòng điện chạy qua tĩnh điện kế
bị giảm đi.
GV: Như vậy, ánh sáng hồ quang là
nguyên nhân làm cho dòng điện qua tĩnh
điện kế giảm đi.
GV: Nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng:
ánh sáng hồ quang đã làm cho các
2. Định nghĩa:
Hiện tượng ánh sáng làm bật các
electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là
hiện tượng quang điện.
Nguyên nhân làm cho electron
bật ra là ánh sáng chiếu vào có bước
sóng ngắn.
 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
0
λ

của kim loại đó, mới gây ra được hiện
tượng quang điện.
 Thuyết lượng tử ánh sáng:

1. Giả thuyết Planck:
Lượng tử 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 của ánh sáng
bị hấp thụ hay được phát ra; h là một
hằng số.
2. Lượng tử năng lượng:
Lượng năng lượng nói trên gọi là
lượng tử năng lượng, ký hiệu là:
ε
.

ε
=hf
H: hằng số Planck; h= 6,625.10
-34
Js.
3. Thuyết lượng tử ánh sáng:
_ Ánh sáng được tạo thành bởi các
electron bật ra khỏi bề mặt tấm kẽm cũng
như bề mặt các kim loại khác.
GV: Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C
1
.
GV: Hiện tượng ánh sáng chiếu vào bề
mặt kim loại làm cho các elctrron bật ra
khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng
quang điện.
GV: Nếu dùng tấm kính thuỷ tinh chắn

chùm sáng hồ quang chiếu vào tấm kẽm,
hiện tượng trên sẽ không xảy ra. Hãy cho
biết nguyên nhận ?
HS:
GV: Nếu chắn ánh sáng hồ quang bằng
kính thuỷ tinh, vì thuỷ tinh hấp thụ rất
mạnh tia tử ngoại; mà trong ánh sáng hồ
quang có chứa rất nhiều tia tử ngoại. nên
ta nói rằng tia tử ngoại có khả năng gây
ra hiện tượng quang điện, còn ánh sáng
nhìn thấy thì không.
GV: Hãy cho biết, trong chùm sáng do
hồ quang phát ra, ánh sáng nào có bước
sóng ngắn nhất ?
HS: Ánh sáng tử ngoại.
GV: Vậy để gây ra hiện tượng quang
điện, ánh sáng chiếu vào phải thoả mãn
điều kiện gì ?
HS: Phải có bước sóng ngắn.
GV: Dùng tấm kính lọc màu để lọc lấy
một ánh sáng đơn sắc nhất định rồi chiếu
vào bề mặt tấm kim loại. Người ta nhận
thấy rằng: các kim loại khác nhau , ánh
sáng chiếu vào ( gọi là ánh sáng kích
thích ) phải có bước sóng
λ
không lớn
hơn một giá trị
0
λ

nào đó. (
λ
0
λ
≤
) thì
mới gây ra hiện tượng quang điện.
0
λ

gọi là giới hạn quang điện.
GV: Khi nghiên cứu quang phổ của các
nguồn sáng, người ta đã thu được những
kết quả không thể giải thích được bằng
lý thuyết cổ điển. Để giải quyết vấn đề
này, Planck cho rằng có quan niệm
không đúng về sự trao đổi năng lượng
giữa các nguyên tử, phân tử.
GV: Vào năm 1900, Planck đã đưa ra giả
thuyết gọi là thuyết lượng tử.
GV: Giả thuyết của Planck đã được kiểm
nghiệm đúng.
GV: Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C
2
.
hạt gọi là photon.
_ Với ánh sáng đơn sắc có tần số f,
các photon đều giống nhau, mỗi photon
mang năng lượng bằng hf.
_ Trong chân không, photon bay

với tốc độ c=3.10
8
m/s.
_ Mỗi lần nguyên tử hay phân tử
phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng
phát ra hay hấp thụ một photon.
4. Giải thích định luật về giới hạn
quang điện bằng thuyết lượng tử ánh
sáng:
 Lưỡng tính sóng_hạt của ánh sáng:
GV: Năm 1905, dựa vào giả thuyết
Planck để giải thích các định luật quang
điện, Einstein đã đề ra thuyết lượng tử
ánh sáng hay thuyết phooton.
GV: Theo Einstein: mỗi photon bị hấp
thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó
cho một electron. Muốn cho electron
thoát ra ngoài thì phải cung cấp cho nó
một công để thắng lực liên kết. Công này
gọi là công thoát A.
GV: Như vậy, nếu ta cung cấp cho
electron một năng lượng của photon là
ε
để electron thoát ra thì giữa
ε
và
công A có mối liên hệ gì ?
HS:
ε
≥

A hay hf
≥
A.
GV: Công thức tính tần số f ?
HS: f= c/
λ
.
GV: Suy ra
λ
A
hc
≤
GV: Đặt
A
hc
=
0
λ
Ta có:
λ
0
λ
≤
.
GV: Yêu cầu học sinh đọc sách giáo
khoa và trả lời các câu hỏi:
1. Trước đây ta quan niệm ánh sáng có
tính chất gì ? Biểu hiện tính chất sóng
của ánh sáng ở chỗ nào ?
2. Với giả thuyết của Planck, người ta

quan niệm ánh sáng có tính chất gì ?
3. Vậy, ánh sáng có tính chất như thế nào
?
 Củng cố:
1. Hiện tượng quang điện là gì ?
2. Để có electron bật ra, ánh sáng kích thích phải thoả mãn điều kiện gì ?
3. Giới hạn quang điện là gì ? Giới hạn quang điện của các kim loại khác thì thế nào ?
Trả lời các câu hỏi trấc nghiệm 9, 10, 11.
 Dặn dò: Làm các bài tập 12, 13.
• Đáp án các câu hỏi trắc nghiệm: 9. D; 10. D; 11.A.
• Trả lời câu hỏi C
1
: Với tấm kẽm tích điện dương thì vẫn xảy ra hiện tượng quang điện. Nhưng vừa bật ra
khỏi tấm kim loại, các electron bị hut ngược trở lại, nên điện tích của tấm kẽm không thay đổi. Do đó góc lệch của
kim điện kế vẫn không đổi.
• Trả lời câu hỏi C
2
: Quan niệm thông thường về sự hấp thụ và bức xạ năng lượng trao đổi bao nhiêu cũng
được. Quan niệm của Planck: lượng năng lượng trao đổi phải là một bội số của hf.