Thí nghiệm hecxơ hertz : * Hiện tượng quang điện : Chiếu ánh sáng thích hợp vào mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các electron ở mặt kim loại đó bị bật ra 2.. Thí nghiệm với tế bào
Trang 1Chương VII LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Bài 49 HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1 Thí nghiệm hecxơ ( hertz ) :
* Hiện tượng quang điện : Chiếu ánh sáng thích hợp vào mặt một tấm kim loại thì nó làm
cho các electron ở mặt kim loại đó bị bật ra
2 Thí nghiệm với tế bào quang điện :
Kết quả thí nghiệm :
Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn một giới hạn 0 nào đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện
Khi tăng UAK thì cường độ dòng quang điện cũng tăng theo Nhưng khi UAK đạt giá trị nào đó thì cường độ dòng quang điện đạt giá trị bão hoà Ibh
Để I = 0 thì UAK = Uh <0 : Uh được gọi là hiệu điện thế hãm
Bài 50 THUYẾT LƯỢNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN
1 Các định luật quang điện :
a Định luật 1 :
Đối với mỗi kim loại dùng làm catôt có một bước sóng giới hạn 0 nhất định gọi
là giới hạn quang điện Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng của
ánh sáng kích thích nhỏ hơn giới hạn quang điện
b Định luật 2 :
Với ánh sáng kích thích thích hợp ( < 0 ), cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ
lệ thuận với cường độ ánh sáng kích thích.
c Định luật 3 :
Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của
ánh sáng kích thích và bản chất kim loại dùng làm catôt.
2 Thuyết lượng tử :
Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một
cách liên tục, mà thành từng phần riêng biệt, đứt quãng Mỗi phần đó mang một năng
lượng hoàn toàn xác định, có độ lớn là : = h.f với h = 6,625 10–34 J.s - gọi là hằng số Planck; f là tần số của ánh sáng mà nó phát ra gọi là một lượng tử năng lượng
2 Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượng tưÛ :
Giải thích định luật 1 :
hc A
hc
A
Giải thích định luật 2 :
- Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với số electron quang điện
- Số electron quang điện tỉ lệ với số hạt phôtôn của ánh sáng kích thích
Trang 2- Nên cường độ dòng điện bão hoà tỉ lệ với cường độ ánh sáng kích thích
Giải thích định luật 3 :
- Động năng ban đầu cực đại của quang electron : 2
max 0 max
2
1
max 0 max
2
1 A
hc E
- Do đó : Edmax phụ thuộc vào và bản chất kim loại làm catốt ( phụ thuộc A )
* Công thức tính HĐT hãm : h 2
mv
e U
2
4 Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng :
Aùnh sáng vừa có tính chất sóng ( ánh sáng đều có bản chất là sóng điện từ ) vừa có
tính chất hạt ( tính chất lượng tử ) Người ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
Biểu hiện của tính chất hạt là các tác dụng quang điện , ion hóa, phát quang , đâm
xuyên
Khi ánh sáng thể hiện tính chất sóng ( bước sóng dài ) thì ta dễ dàng quan sát hiện
tượng giao thoa, hiện tượng tán sắc
Bài 51 QUANG TRỞ VÀ PIN QUANG ĐIỆN
1 Hiện tượng quang dẫn :
Hiện tượng giảm mạnh điện trở của chất bán dẫn khi bị chiếu sáng gọi là hiện tượng
quang dẫn
2 Quang trơÛ ( Light Dependant Resistor ) :
Cấu tạo : 1 lớp bán dẫn CdS ( cađimi sunfua ) phủ trên 1 tấm nhựa cách điện Trên bán dẫn có gắn 2 điện cực và nối vào 1 nguồn điện vài vôn
Hoạt động : Chiếu ánh sáng vào bán dẫn, điện trở giãm mạnh
Ưùng dụng : Thay tế bào quang điện trong các mạch điều khiển tự động.
3 Pin quang điện :
Xét 1 pin quang điện đơn giản :
Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào Cu2O thì ánh sáng sẽ giải phóng các electron trong
Cu 2 O thành electron dẫn Số electron này 1 phần khuếch tán sang cực Cu làm điện cực
này tích điện âm Giữa 2 điện cực xuất hiện 1 suất điện động
Pin quang điện được ứng dụng ở các máy tính bỏ túi, dùng trên các vệ tinh nhân tạo
Bài 53 ỨNG DỤNG CỦA THUYẾT LƯỢNG TỬ TRONG NGUYÊN TỬ HYDRÔ
1 Mẫu nguyên tử Bo :
a) Tiên đề về các trạng thái dừng : Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng Trong các trạng thái dừng nguyên tử không
bức xạ.
b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử : Khi nguyên tử chuyển từ
trạng thái dừng có năng lượng E m sang trạng thái dừng có năng lượng E n ( với Em >
Trang 3En ) thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu Em – En : = h.fmn
= Em – En
Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng En thấp mà hấp thụ được một
phôtôn có năng lượng h.fmn đúng bằng hiệu Em – En thì nó chuyển lên trạng thái dừng
có
năng lượng E m lớn hơn.
c) Hệ quả : Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.
d) Công thức tính năng lượng của quỹ đạo dừng : 2
6 13
n
E n eV
2 Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hydrô :
Bán kính các quỹ đạo dừng của Hyđrô tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp :
Bán kính : r0 4 r0 9 r0 16 r0 25 r0 36 r0
Tên quỹ đạo : K L M N O P
Với r0 = 5,3.10–11m : Bán kính Bo
Người ta thấy, quang phổ vạch của Hyđrô sắp xếp thành 3 dãy riêng biệt, tách rời :
Dãy Lai-man ( Lyman ) : Ở vùng tử ngoại Đó là do các electron ở quỹ đạo ngoài
(L, M, N, O, P ) chuyển về quỹ đạo K.
Dãy Ban-me ( Balmer ) : 1 phần nằm ở vùng tử ngoại, 1 phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy Ở phần ánh sáng thấy được này , có 4 vạch Đó là do các electron ở
quỹ đạo ngoài (M, N, O, P ) chuyển về quỹ đạo L
* Dãy Pa-sen ( Paschen ) : nằm ở vùng hồng ngoại Do các electron từ quỹ đạo ngoài
(P, O, L ) chuyển về quỹ đạo M.