Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Chương VI - Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

VẬT LÝ 12 
chương 6 
Chủ đề : Hiện Tượng quang điện 
Thuyết lượng tử ánh sáng 
I. Hiện tượng quang điện 
1. Thí nghiệm của Hertz năm 1887. 
Thí nghiệm 1 
Quan sát đoạn phim ngắn sau đây 
Kết quả: 
Khi chiếu ánh sáng của đèn hồ quang thì tấm kẽm mất điện tích âm. 
Làm thí nghiệm tương tự với tấm kẽm mang điện dương thì không xảy ra hiện tượng trên 
I. Hiện tượng quang điện 
1. Thí nghiệm của Hertz năm 1887. 
Thí nghiệm 2. 
Quan sát đoạn phim ngắn sau đây 
Kết quả: 
Khi chiếu ánh sáng của đèn hồ quang qua tấm thủy tinh thì tấm kẽm không mất điện tích âm. 
Làm thí nghiệm tương tự với tấm đồng, nhôm, bạc mang điện âm thì kết quả xảy ra tương tự như 2 thí nghiệm trên. 
I. Hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa : Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài, thường gọi tắt là hiện tượng quang điện. 
Các electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi bị chiếu sáng gọi là quang electron hay electron quang điện 
II . Định luật về giới hạn quang điện 
1 . Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng λ o của kim loại đó mới gây ra được hiện tượng quang điện. 
	 λ ≤ λ o 
 λ o là giới hạn quang điện của kim loại. 
2 . Định luật về giới hạn quang điện chỉ có thể được giải thích bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
III . Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
1 . Giả thuyết Planck ( 1900) 
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. 
Swiss-German physicist Albert Einstein (1879-1955, right) with German physicist Max Planck (1858-1947, left) a photograph by Emilio Segre Visual Archives/american Institute Of Physics which was uploaded on July 31st, 2016. 
Lượng tử năng lượng ký hiệu là ε 
có giá trị bằng : ε = h.f 
Trong đó : f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; h là hằng số 
planck . 
h = 6,625 . 
III . Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
2 . Thuyết lượng tử ánh sáng ( 1905) 
của Einstein. 
a. Chùm ánh sáng là một chùm các photon có năng lượng xác định ε = h.f 
Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon phát ra trong một giây. 
Swiss-German physicist Albert Einstein (1879-1955, right) with German physicist Max Planck (1858-1947, left) a photograph by Emilio Segre Visual Archives/american Institute Of Physics which was uploaded on July 31st, 2016. 
b. Phân tử, nguyên tử , electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ photon. 
c. Các photon bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3. (m/s) trong chân không. 
III . Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
3. Giải thích hiện tượng quang điện 
Công thức Einstein: 
hf = A + (1) 
hf = h ⇔ h = A + 
Do 0 suy ra h ≥ A 
 . Đặt 
Vậy Định luật về quang điện. 
c. Lưu ý : 
0 – W đomax = -eU h 
 W đomax = 
IV. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng 
Ánh sáng vừa có tính chất sóng ( giao thoa) vừa có tính chất hạt ( quang điện ) 
Bước sóng ánh sáng càng ngắn ( tần số càng lớn) : tính chất hạt càng trội 
Bước sóng ánh sáng càng dài ( tần số càng nhỏ) : tính chất sóng càng trội 
Bản chất ánh sáng là sóng điện từ 
V. Vận dụng 
1 . Bước sóng giới hạn quang điện đối với một kim loại là 520 nm. Hiện tượng quang điện xảy ra nếu kim loại đó được chiếu bằng bức xạ đơn sắc phát ra từ 
Hướng dẫn giải 
A. Đèn hồng ngoại 1W 
B. Đèn tử ngoại 1W 
C. Đèn hồng ngoại 5W 
D. Đèn hồng ngoại 50W 
Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là λ≤ λ o với λ o = 520 nm 
mà λ hồng ngoại > 760 nm và λ tử ngoại < 380 nm 
Đáp án là câu B 
V. Vận dụng 
2. Bước sóng giới hạn quang điện đối với một kim loại là 520 nm. Cho biết 
h = 6,625 . , c = 3 . và 1eV = 1,6. Công thoát của electron quang điện của kim loại trên là 
Hướng dẫn giải 
A. 3,82. 
B. 0,239 eV 
C. 3,82. 
D. 2,390 eV 
công thoát : A = = ≈ 3,82. 
Đáp án là câu D 
Dặn dò: 
Các em đọc kỹ lại sách giáo khoa. 
Làm các bài tập liên quan trong tài liệu của nhà trường. 
- HẾT -