Hiện tượng quang điện ngoài các định luật quang điện

+ Có vì λ < λ0 + Định luật thứ hai được rút ra từ thí nghiệm với λ ≤ λ0, tăng từ thí nghiệm với một tế bào quang điện khi dùng ánh sáng kích thích có bước sóng càng + Gv thông báo các đị

- Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định lượng hiện tượng quang điện.

- Hiểu và phát biểu được các định luật quang điện

2 Kỹ năng:

- Trình bày hiện tượng quang điện

- Trình bày kết quả thí nghiệm

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ :

1 Giáo viên: - Hình vẽ các hình 43.3; 43.4 SGK.

2 Học sinh: - Ôn lại các kiến thức về công thức của lực điện trường, định lí về động năng, khái

niệm cường độ dòng điện bão hoà

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức : Kiểm tra sĩ số

2 Giới thiệu mục tiêu chương V: (5/)

3 Tạo tình huống học tập: SGK

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

HĐ 1: Tìm hiểu hiện tượng quang điện ngoài

15

+ Hs đọc thí nghiệm SGK cho

biết kết quả thí nghiệm

+ Hai lá điện nghiệm cụp bớt

dương) hút vào Do đó hai lá

điện nghiệm không bị khép lại

+ Tương tự như đã xảy ra với

tấm kẽm

+ Giới thiệu thí nghiệm Héc (năm1887),

+ Chiếu chùm ánh sáng hồ quang(có bước sóng ngắn) vào tấmkẽm thì hiện tượng xảy ra thếnào? Điều đó chứng tỏ êlectrontrên tấm kẽm như thế nào?

+ Nếu chắn chùm hồ quang hoặcdùng các bức xạ có bước sóngdài) thì hiện tượng ra sao?

+ C1: Nếu ban đầu tấm kẽm tíchđiện dương thì hiện tượng xảy ranhư thế nào?

+ Nếu ta thay tấm kẽm bằng tấmđồng, nhôm… Thì em dự đoánhiện tượng xảy ra thế nào?

+ Electron bật ra gọi là quang êlêctrôn Dòng điện do các êlectron tạo ra gọi là dòng quang điện.

HĐ 2: Khảo sát định lượng hiện tượng quang điện

5

+ Hs đọc thí nghiệm SGK cho

biết kết quả thí nghiệm

+ Dựa vào tranh vẽ, mô tả sơ đồ

bố trí thí nghiệm

+ Hướng đẫn hs nắm được kếtquả thí nghiệm và vẽ hình theotừng giai đoạn

2 Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện

a Thí nghiệm

b Kết quả và nhận xét.

CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

Zn-

+ Khi chiếu ánh sáng có bước

sóng λ≤λ0

+ Khi 0≤UAK<U1: UAK tăng thì

I tăng, vì dưới tác dụng lực

điện trường số quang êlectron

tới anot trong một đơn vị thời

gian tăng lên theo UAK (không

theo định luật Ôm)

+ Khi U1≤UAK: Mặc dầu UAK

tăng thì cường độ dòng điện

không tăng (Ibh), vì mọi quang

êlectron đều về hết anôt

+ Khi UAK≤-Uh thì dòng quang

điện bị triệt tiêu hoàn toàn, vì

mọi quang êlectron bật ra khỏi

catot dưới tác dụng lực điện

trường đều không đến được

anôt

+

2 0max

mv

2

- Hiện tượng quang điện chỉ xảy

ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào catot thõa mãn điều kiện nào?

- Khi 0≤UAK<U1: I phụ thuộc vào UAK như thế nào? Hãy nhận xét

về sự phụ thuộc của I vào UAK

- Khi U1≤UAK: I phụ thuộc vào UAK như thế nào? Hãy nhận xét

về sự phụ thuộc của I vào UAK

- Khi UAK = - Uh: I như thế nào?

+ Hãy tìm mối liên hệ giữa động năng ban đầu cực đại của quang êlectron và hiệu điện thế hãm?

+ Gv thông báo kết quả thí

nghiệm với một tế bào quang

điện, khi ánh sáng kích thích có

bước sóng càng ngắn thì giá trị

Uh càng lớn Vậy giá trị Uh phụ thuộc vào bước sóng λ

+ Giữ nguyên λ, nhưng tăng cường cường độ chùm ánh sáng

kích thích thì kết quả cường độ

dòng quang điện bão hòa trong một tế bào quang điện như thế nào?

+ Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào catot có λ ≤λ0 (λ0 gọi là giới hạn quang điện của catot)

+ Với một tế bào quang điện,

tồn tại một hiệu điện thế hãm (Uh) để triệt tiêu dòng quang điện Giá trị Uh phụ thuộc vào bước sóng λ

2 0max

mv

2 + Động năng ban đầu cực đại của quang êlectron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích

+ Cường độ dòng quang điện bão hòa trong một tế bào quang điện tỷ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích

Củng cố kiến thức: (5/)

Nêu các kết quả rút ra từ thí nghiệm

4 Dặn dò: Đọc bài mới

IV: RÚT KINH NGHIỆM

………

………

………

………

0

Ibh2

Ibh1

I

U1

- Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định lượng hiện tượng quang điện.

- Hiểu và phát biểu được các định luật quang điện

2 Kỹ năng:

- Trình bày hiện tượng quang điện

- Trình bày kết quả thí nghiệm

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ :

1 Giáo viên: - Hình vẽ các hình 43.3; 43.4 SGK.

2 Học sinh: - Ôn lại các kiến thức về công thức của lực điện trường, định lí về động năng, khái

niệm cường độ dòng điện bão hoà

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức : Kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ: (8/)

- Thế nào là hiện tượng quang điện ngoài?

- Nêu các kết quả rút ra từ thí nghiệm

3 Tạo tình huống học tập

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

HĐ1: Nội dung Các định luật quang điện

20

+ Giá trị λ0 của các kim loại

khác nhau thì khác nhau, trong

đó có những kim loại có λ0

thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy

+ Có vì λ < λ0

+ Định luật thứ hai được rút ra

từ thí nghiệm với λ ≤ λ0, tăng

từ thí nghiệm với một tế bào

quang điện khi dùng ánh sáng

kích thích có bước sóng càng

+ Gv thông báo các định luậtquang điện được rút ra từ thựcnghiệm

+ Thông báo định luật thứ nhất

Hãy cho biết định luật này đượcrút ra từ kết quả thí nghiệm nào?

+ Yêu cầu hs đọc bảng giới hạnquang điện một số kim loại 43.1

và nêu nhận xét về trị số của λ0+ Nếu trong tn Héc không dùngtấm kẽm mà dùng tấm Kali thìvới ánh sáng kích thích là ánhsáng khả kiến (0,4µm) thì có xảy

ra hiện tượng quang điện không?

+ Thông báo định luật thứ hai

Hãy cho biết định luật này đượcrút ra từ kết quả thí nghiệm nào?

+ Thông báo định luật thứ hai

Hãy cho biết định luật này được

3 Các định luật quang điện

a Định luật quang điện thứnhất (hay định luật về giới hạnquang điện)

Hiện tượng quang điện chỉ xảy

ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ0 λ0 gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó

λ ≤ λ0

b Định luật quang điện thứ hai(hay định luật về cường độdòng quang điện bão hòa)

Đối với mỗi anh sáng thích

hợp (có λ ≤ λ0), cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích.

c Định luật quang điện thứ ba(hay định luật về động năng

BÀI 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

(T2)

ngắn thì giá trị Uh càng lớn.

mặc khác Wdmax = eUh

rút ra từ kết quả thí nghiệm nào? cực đại của quang electron)

Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc cường độ chùm ánh sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.

HĐ1: Củng cố

1

7 1 Nếu chiếu một chùm tia hồng ngoại vào tấm kẽm tích điện âm, thì:A tấm kẽm mất dần điện tích dương B Tấm kẽm mất dần điện tích âm

C Tấm kẽm trở nên trung hoà về điện D điện tích âm của tấm kẽm không đổi

2.Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là:

A bước sóng của ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại

B Công thoát của các êlectron ở bề mặt kim loại đó

C Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện kim loại đó

D hiệu điện thế hãm

3 Để gây được hiệu ứng quang điện, bức xạ dọi vào kim loại được thoả mãn điều kiện nào sau

đây?

A Tần số lớn hơn giới hạn quang điện B Tần số nhỏ hơn giới hạn quang điện

C Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện D Bước sóng lớn hơn giới hạn quang điện

4 Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà:

A Triệt tiêu, khi cường độ chùm sáng kích thích nhỏ hơn một giá trị giới hạn

B tỉ lệ với bình phương cường độ chùm sáng

C tỉ lệ với căn bậc hai của cường độ chùm sáng

D tỉ lệ với cường độ chùm sáng

5 Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron, biết rằng hiệu điện thế hãm 1,8V

4 Dặn dò: Đọc bài mới

IV: RÚT KINH NGHIỆM

………

………

………

………

- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thính được các định luật quang điện.

- Vận dụng công thức của Anhxtanh và các công thức về quang điện để giải bài tập về quang điện

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ:

1 Chuẩn bị của thầy: -

2 Chuẩn bị của trò: - Ôn khái niệm sóng và hạt.

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức (2/)

2 Kiểm tra bài cũ : (8/)

Phát biểu được các định luật quang điện

3 Tạo tình huống học tập

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

HĐ 1: Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng

10

10

+ Hs đọc SGK nội dung giả

thuyết lượng tử năng lượng

chứa nhiều phôtôn do rất

nhiều nguyên tử, phân tử

phát ra nên ta cảm thấy liên

- Để giải thích hiện tượngquang điện năm 1905 Anh-xtanh đã phát triển thuyếtlượng tử năng lượng và đềxuất thuyết lượng tử ánh sáng + C1: Tính năng lượng củaphotôn ứng với ánh sáng đỏλ=0,75µm

Từ đó hãy giải thích vì sao tanhìn thấy chùm sáng liên tụcchứ không phải gián đoạn nhưtheo thuyết lượng tử

+ C2: trong chùm sáng đơn sắcmàu đỏ có mấy loại phôtôn?

Kí hiệu: ε =hf (1)Trong đó: h = 6,625.10-34J.s;

f là tần số của ánh sáng

b) Thuyết lượng tử ánh sáng Phôtôn

+ Chùm sáng là một chùm cácphôtôn (các lượng tử ánh sáng) Mỗiphôtôn có một năng lượng xác định

HĐ2: Giải thích các định luật quang điện

10

+ Hs đọc SGK: + Gv thông báo ý 1+ Hướng dẫn hs thành lập 2 Giải thích các định luật quang điện

BÀI 44: THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT

CỦA ÁNH SÁNG

- Cung cấp cho êlectron một

công A, gọi là công thoát, để

nó thắng được lực liên kết

với mạng tinh thể và thoát ra

ngoài mặt kim loại

- Truyền cho e một động

năng ban đầu

- Truyền một phần năng

lượng cho mạng tinh thể

+ Cung cấp cho êlectron một

công thoát A và động năng

ban đầu cực đại

2 0max 2

mv

(vì không truyền năng lượng

cho mạng tinh thể)

công thức Anh-xtanh

- Năng lượng ε dùng để làm gì?

Giải thích cho hs vì sao phải truyền năng lượng cho mạng tinh thể là do e trước khi đến

bề mặt kim loại chúng va chạm với các ion ở nút mạng

- Vậy đối với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng ε này được dùng vào việc gì?

a) Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

+ Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ

truyền toàn bộ năng lượng ε của nó

cho một êlectron.

+ Công thức Anh-xtanh

hf = A+

2 0max mv 2 A: Công để “thắng” lực liên kết gọi

là công thoát.

2 0max mv

2 động năng ban đầu cực đại của quang êlectron

Củng cố kiến thức: (5 / )

- Công thức Anhxtanh hf = A+

2 0max mv 2

4 Dặn dò:

Bài tập về nhà : Đọc phần em có biết

IV: RÚT KINH NGHIỆM

………

………

………

………

- Vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thính được các định luật quang điện.

- Vận dụng công thức của Anhxtanh và các công thức về quang điện để giải bài tập về quang điện

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ:

1 Chuẩn bị của thầy: -

2 Chuẩn bị của trò: - Ôn khái niệm sóng và hạt.

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức (2/)

2 Kiểm tra bài cũ : (8/)

- Phát biểu được các định luật quang điện

- Nêu công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện

3 Tạo tình huống học tập

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

HĐ1: Giải thích các định luật quang điện

20

+ Hs giải thích

+ Hướng dẫn hs dựa vào côngthức Anh-xtanh để giải thíchcác định luật quang điện 1 và3

+ Gv giải thích định luậtquang điện 2

2 Giải thích các định luật quang điện

A ⇒ λ ≤ λ0

+ Định luật thứ hai:

- Ibh tỉ lệ với số quang e bật ra khỏicatôt trong 1 đvtg

- Số quang e bật ra khỏi catôt trong

1 đvtg tỉ lệ với số phôtôn đập vàocatôt trong thời gian đó

- Số phôtôn đập vào catôt lại tỉ lệvới cường độ chùm sáng tới

Vậy Ibh tỉ lệ với cường độ chùmsáng tới

HĐ2: Nhận biết lưỡng tính sóng hạt

10 +Sóng có các hiện tượng

giao thoa , nhiễu xạ Hạt có

tính chất phản xạ, đâm

C5: Sóng hạt có đặc điểm gìkhác nhau?

xuyên… sóng không? Tính chất sóng

giúp ta giải thích các hiệntượng gì?

+ Vậy ánh sáng có tính chấthạt không? Tính chất hạt giúp

ta giải thích các hiện tượng gì?

vừa có tính chất hạt Vậy ánh sáng

có lưỡng tính sóng - hạt

+ Trong mỗi hiện tượng quang học,ánh sáng thường thể hiện rõ mộttrong hai tính chất Khi tính chấtsóng thể hiện rõ thì tính chất hạt lại

1 Chuẩn bị của thầy: -

2 Chuẩn bị của trò: - Ôn lại các công thức về quang điện – Làm bài tập trong SGK và SBT.

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức

2 Kiểm tra bài cũ Kết hợp trong hướng dẫn giải bài tập

3 Tạo tình huống học tập: ( SGK)

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

TIẾT 1: Hoạt động 1: Vận dụng công thức về hiện tượng quang điện Xác định các đại lượng đặc trưng

Bài 1: Chiếu một chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,849µm lên một tấm kim loại kali dùng làm

catốt của một tế bào quang điện Biết cồn thoát êléctron của kali là 2,15eV

a) Tính giới hạn quang điện của kali

b) Tính vận tốc ban đầu cực đại của êléctron bắn ra từ catốt

c) Tình hiệu điện thế hàm

d) Biết cường độ dòng quang điện bão hoà Ibh = 5mA và công suất của chùm sáng chiếu vào catốt là P = 1,25W, hãy tính hiệu suất lượng tử (là tỉ số giữa êléctron bứt ra khỏi mặt kim loại và số phôtôn tới mặt kim loại đó)

2 =

hcA

−λ

+ Công thức Anhxtanh? Suy

ra vận tốc ban đầu cực đạicủa quang e?

+ Công thức liên hệ giữa hiệuđiện thế hãm và động năngban đầu cực đại của quang e?

Suy ra công thức tính hiệuđiện thế hãm

+ Công thức tính lượng tửánh sáng? Suy ra số phô tôn

a) Giới hạn quang điện:

λo = hc

A ≈ 0,578µmvới A = 2,15eV=2,14.1,6.10-19=3,44.10-19J

h = 6,625.10-34Js; c = 3.108m/sb) Công thức Anhxtanh:

eUh =

2 0maxmv

2 =

hcA

−λ

BÀI 45: BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG

QUANG ĐIỆN

+ ε =hc

λ ⇒ Np=

Pε

+ Ne = Ibh

e

đến catốt trong mỗi giây?

+ Số quang e bứt ra khỏi catôt

về anôt mỗi giây? (Địnhnghĩa cường độ dòng điện)

+ Hiệu suất lượng tử H = e

p

NN

ch

H = ep

10 + λ < λ0 + Điều kiện để xảy ra hiện

tượng quang điện?

+ Gọi hs giải

2 omax

1mv

2 = 1,94.10

-19JGiới hạn quang điện:

λo = hc

A ≈1,02.10-6m =1,02 µm+ Vậy λ1>λ0 hiện tượng quang điệnkhông xảy ra

+ λ2 < λ0 hiện tượng quang điện xảy

1 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catôt của tế bào quang điện để triệt tiêu dòng quang điện thì hiệu

điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,9V Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron là bao nhiêu?

A 5,2.105m/s; B 6,2.105m/s; C 7,2.105m/s; D 8,2.105m/s

2 Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,330µm Để triệttiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38V Công thoát của kim loạidùng làm catôt là

A 1,16eV; B 1,94eV; C 2,38eV; D 2,72eV

4 Dặn dò: Làm bài tập SGK

IV: RÚT KINH NGHIỆM

………

………

1 Chuẩn bị của thầy: -

2 Chuẩn bị của trò: - Ôn lại các công thức về quang điện – Làm bài tập trong SGK và SBT.

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Ổn định tổ chức

2 Kiểm tra bài cũ Kết hợp trong hướng dẫn giải bài tập

3 Tạo tình huống học tập: ( SGK)

TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

Vận dụng công thức về hiện tượng quang điện Xác định điện thế của quả câu cô lập khi chiếu ánh sáng thích hợp đến nó

Bài 3: Công thoát êlectron khỏi đồng là 4,47eV

a) Tính giới hạn quang điện của đồng?

b) Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,14µm vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quảcầu đạt hiệu điện thế cực đại là bao nhiêu? Vận tốc ban đầu cực đại của các êlectron quang điện là baonhiêu?

c) Chiếu một bức xạ điện từ vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu đạt điện thế cực đại là 3V Hãy tính bước sóng của bức xạ và vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện?

25 Hs giải dưới sự hướng dẫn

của gv Gv hướng dẫn:Khi chiếu ánh sáng thích hợp

vào quả cầu sẽ bứt các e khỏiquả cầu kim loại làm quả cầutích điện dương, quả cầu cóđiện thế Số e bị bứt ra khỏiquả cầu ngày càng nhiều,điện thế của quả cầu tăngdần Điện thế của quả cầu đạtgiá trị cực đại Vm khi các e

bứt ra thêm khỏi quả cầu đều

bị lực điện trường của quảcầu kéo trở lại Vậy Vm chínhbằng Uh trong tế bào quangđiện

eVm = eUh = 2

omax

1mv2

a) Giới hạn quang điện của đồng:

omax

1mv22 0max m

mv1

6 m