Bài 50: Thuyết lượng tử và các định luật quang điện

°Giá trị của Uh ứng với mỗi kim loại dùng làm K hoàn toàn không phụ thuộc vào I chùm ánh sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào  của chùm ánh sáng đó.. * Hiện tượng quang điện: Khi chiếu

Giáo viên thực hiện: Đàm Ngọc Hiên Môn: Vật lý.

Hiện tượng quang điện là gì? Nêu những kết quả của thí nghiệm với tế bào quang điện ?

hợp (có  ngắn) vào mặt một tấm kim loại thì nó làm cho

các e- ở bề mặt kim loại đó bật ra.

°Giá trị của Uh ứng với mỗi kim loại dùng làm K hoàn toàn không phụ thuộc vào I chùm ánh sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào  của chùm ánh sáng đó.

* Hiện tượng quang điện: Khi chiếu một chùm ánh sáng thích

* Những kết quả của thí nghiệm với tế bào quang điện:

°Với mỗi kim loại dùng làm K, ás kích thích phải có  nhỏ hơn giới hạn o nào đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện.

°I dòng quang điện bão hoà  với I chùm ás kích thích.

°S ph thu c I vào U ự phụ thuộc I vào U ụ thuộc I vào U ộc I vào U AK  đường đặc trưng Vôn –Ampe.

THUYẾT LƯỢNG TỬ VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

a) Định luật quang điện thứ nhất.

b) Định luật quang điện thứ hai.

c) Định luật quang điện thứ ba.

a) Các định luật quang điện hoàn toàn mâu thuẫn với

tính chất sóng của ánh sáng.

3 Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượng tử.

4 Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

Tiết 73.

1 Các định luật quang điện.

2 Thuyết lượng tử.

b) Thuyết lượng tử.

THUYẾT LƯỢNG TỬ VÀ CÁC

ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

1) Các định luật quang điện

a) Định luật quang điện thứ nhất

Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt có một bước sóng giới hạn o 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 (  o).

Để xảy ra hiện tượng quang điện thì:   o

b) Định luật quang điện thứ hai

Với ánh sáng kích thích có   o thì cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích.

Iqđbh Iaskt

c) Định luật quang điện thứ ba

Động năng ban đầu cực đại của các êlectrôn quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm ánh sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại dùng làm catốt.

omax

đ

W Không phụ thuộc Ichùm as kt

Phụ thuộc as kt , bản chất kim loại làm catốt Theo định lý động năng:

omax

đ

W = eUh

Tiết 73

2) Thuyết lượng tử.

a) Các định luật quang điện hoàn toàn mâu thuẫn với tính chất sóng của ánh sáng.

b) Thuyết lượng tử

M Plăng nhà vật lí Đức (1858-1947) đã phát minh

ra thuyết lượng tử Đạt giải thưởng Nobel 1918.

Theo thuyết sóng ánh sáng có cường độ lớn  điện trường biến thiên mạnh  các e dao động mạnh  bật ra và tạo thành dòng quang điện mạnh

omax

đ

W  cường độ chùm sáng kích thích

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

 = hf, trong đó, f là tần số của ánh sáng mà nó phát ra, còn h là một hằng số gọi là hằng số Plăng h=6,625.10-34J.s Mỗi phần đó gọi là một lượng tử ánh sáng.

Một lượng tử năng lượng có độ lớn:  = hf

h : là hằng số Plăng (h = 6,625.10-34 J.s)

f : tần số của bức xạ.

Ví dụ

Bước sóng

 (m)

Tần số f (Hz)

c f





Lượng tử

năng lượng(J)

Tím Đỏ

 = 0,4.10-6 m

14

7,5.10 Hz

 = 0,76.10-6 m

 19

4,968.10 J

14

3,947.10 Hz

 19

2,615.10 J

ás đơn sắc

3) Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượng tử.

+ Coi chùm ánh sáng là chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn, mỗi phôtôn ứng với một lượng tử ánh sáng.

+ Mỗi phôtôn bị hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng cho electrôn.

* Đối với các e- nằm ngay trên bề mặt kim loại thì năng lượng này dùng vào 2 việc:

+ Cung cấp cho e- công thoát A.

+ Cung cấp cho e- đó một

° Công thức Anhxtanh:

omax

đ

W

2 max

2

O

mv

hf   A

* Giải thích định luật quang điện thứ nhất:

Ta có

 

c

A

Đặt

Nếu hf < A



  h c

A

hay

2 max

mv

Vậy, để xảy ra hiện tượng quang điện

o

  

thì hiện tượng quang điện không xảy ra

, ta có

* Giải thích định luật quang điện thứ hai:

Với ánh sáng kích thích có  

O

Số e- bật ra khỏi catôt/1s

 I chùm ás kích thích.

Iqđbh  số e- bật ra khỏi

catốt/1s.

Iqđbh Iaskt

* Giải thích định luật quang điện thứ ba:

Ta có:   2 max

2O

mv

2 max

2 O

mv hf A

mà





o

c

A h

Vậy phụ thuộc vào as kt và bản chất của kim loại dùng làm catốt (O ).

omax

2 max

omax

đ

W

4) Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

 ngắn

ÁNH SÁNG CÓ LƯỠNG TÍNH SÓNG HẠT

Tính chất sóng Tính chất hạt

Hiện

tượng

giao

thoa

Hiện tượng tán sắc

Khả năng đâm xuyên

Tác dụng quang điện

Tác dụng ion hoá

Tác dụng phát quang

 dài

* Bài vừa học:

1) Ba định luật quang điện.

2) Nội dung thuyết lượng tử

* Hướng dẫn học ở nhà:

3) Giải thích 3 định luật quang điện bằng thuyết lượng tử.

+ Làm bài tập 3, 4, 5/ 195 (SGK); 8.8, 8.10/ 74 (SBT).

+ Thử dùng thuyết sóng để giải thích định luật quang điện 2 có phù hợp không?

4) Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

 

2 max ;

2O

mv

A.EINSTEIN nhà vật lý Mỹ, gốc Đức Đã giải thích hiện tượng quang điện và phát minh ra thuyết tương đối Đạt giải thưởng Nôben 1922

Theo Otto Frisch “Phẩm chất bao trùm tính cách

của ơng là sự khiêm tốn vĩ đại và thật sự Khi một người nào đĩ phản đối ơng, ơng suy nghĩ thật cẩn thận và nếu tìm thấy ơng đã sai, ơng rất vui mừng vì đã thấy được sai lầm và hiểu biết thêm một chút”

đầy nhân tính.Thật sự, nếu cần phải chọn một từ

để miêu tả thái độ của ơng đối với các vấn đề con người, tơi sẽ chọn từ tiếng Phạn Ahinsa, nghĩa là khơng làm hại ai, vơ hại Ơng nghi ngờ quyền lực; ơng khơng cĩ lối trị chuyện của các chính khách và các người nắm quyền lực phù hợp với Rutherford và Bohr, cĩ lẽ là hai nhà vật lí của thế kỷ này nổi tiếng gần bằng ơng…