Giáo án vật lý 12 – ban cơ bản CHUONG 6

Kiến thức: HS tiếp thu được các kiến thức sau - Thí nghiệm Héc, hiện tượng quang điện ngoài - Định luật về giới hạn quang điện - Giả thuyết Plăng - Thuyết lượng tử ánh sáng của Anhxtanh

Trang 1

SỞ GD&ĐT BÌNH THUẬN TRƯỜNG THPT PHAN THIẾT

 GIÁO ÁN VẬT LÝ

LỚP 12 - BAN CƠ BẢN

CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH

SÁNG GV: NGUYỄN THỊ ÁI

VÂN

Trang 2

NĂM HỌC 2015 - 2016

Trang 3

GV: Nguyễn Thị Ái Vân

Tiết 70 – BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Ngày soạn: 15/02/2016

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức: HS tiếp thu được các kiến thức sau

- Thí nghiệm Héc, hiện tượng quang điện ngoài

- Định luật về giới hạn quang điện

- Giả thuyết Plăng

- Thuyết lượng tử ánh sáng của Anhxtanh

2 Kỹ năng:

- Giải thích được thí nghiệm Héc

- Giải thích được định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1 (8 phút): Tìm hiểu hiện tượng quang điện

Hệ thống câu hỏi Tiến trình lên lớp Kiến thức cơ bản Rút kinh nghiệm

- Không những với Zn màcòn xảy ra với nhiều kim loạikhác

*GV: → câu 2

*HS: TLCH 2

- Hiện tượng vẫn xảy ra,

I Hiện tượng quang điện

1 Thí nghiệm của Héc

về hiện tượng quang điện

- Chiếu ánh sáng hồquang vào tấm kẽm tíchđiện âm làm bật êlectronkhỏi mặt tấm kẽm

2 Định nghĩa

- Hiện tượng ánh sánglàm bật các êlectron rakhỏi mặt kim loại gọi làhiện tượng quang điện(ngoài)

Zn -

-

Trang 4

-không bị thay đổi →

Tại sao?

3/ Hiện tượng quang

điện là hiện tượng

như thế nào?

4/ Nếu trên đường đi

của ánh sáng hồ

quang đặt một tấm

thuỷ tinh dày → hiện

tượng không xảy ra

→ chứng tỏ điều gì?

nhưng e bị bật ra bị tấm Znhút lại ngay → điện tích tấm

Zn không bị thay đổi

có khả năng gây ra hiệntượng quang điện ở kẽm Cònánh sáng nhìn thấy được thìkhông

*GV: nhận xét, gút lại kiếnthức

3 Nếu chắn chùm sáng

hồ quang bằng một tấmthuỷ tinh dày thì hiệntượng trên không xảy ra

→ bức xạ tử ngoại có khảnăng gây ra hiện tượngquang điện ở kẽm

Hoạt động 2 (8 phút): Tìm hiểu định luật về giới hạn quang điện

*GV: Thông báo thí nghiệmkhi lọc lấy một ánh sáng đơnsắc rồi chiếu vào mặt tấm kimloại Ta thấy với mỗi kimloại, ánh sáng chiếu vào nó(ánh sáng kích thích) phảithoả mãn λ ≤ λ0 thì hiệntượng mới xảy ra

*HS: Ghi nhận kết quả thínghiệm và từ đó ghi nhậnđịnh luật về giới hạn quangđiện

*GV: giải thích định luậtbằng thuyết sóng ánh sáng

- Khi sóng điện tích lantruyền đến kim loại thì điệntrường trong sóng sẽ làm choêlectron trong kim loại daođộng Nếu E lớn (cường độánh sáng kích thích đủ mạnh)

→ êlectron bị bật ra, bất kểsóng điện từ có λ bao nhiêu

Như vậy dùng thuyết sóngánh sáng không giải thíchđược định luật trên

*HS: tiếp thu kiến thức

II Định luật về giới hạn quang điện

- Định luật: Đối với mỗi

kim loại, ánh sáng kíchthích phải có bước sóng

λ ngắn hơn hay bằng giớihạn quang điện λ0 củakim loại đó, mới gây rađược hiện tượng quangđiện

- Giới hạn quang điệncủa mỗi kim loại là đặctrưng riêng cho kim loạiđó

- Thuyết sóng điện từ vềánh sáng không giải thíchđược mà chỉ có thể giảithích được bằng thuyếtlượng tử

Hoạt động 3 (24 phút): Tìm hiểu thuyết lượng tử ánh sáng

*GV: Khi nghiên cứu bằng III Thuyết lượng tử

Trang 5

1/ Để êlectron bức ra

khỏi kim loại thì

năng lượng này phải

như thế nào?

thực nghiệm quang phổ củanguồn sáng → kết quả thuđược không thể giải thíchbằng các lí thuyết cổ điển →

Plăng cho rằng vấn đề mấuchốt nằm ở quan niệm khôngđúng về sự trao đổi nănglượng giữa các nguyên tử vàphân tử

*HS ghi nhận những khókhăn khi giải thích các kếtquả nghiên cứu thực nghiệm

→ đi đến giả thuyết Plăng

*GV: Giả thuyết của Plăngđược thực nghiệm xác nhận làđúng

- Lượng năng lượng mà mỗilần một nguyên tử hay phân

tử hấp thụ hay phát xạ gọi làlượng tử năng lượng (ε)Y/c HS đọc Sgk từ đó nêunhững nội dung của thuyếtlượng tử

*HS đọc Sgk và nêu các nộidung của thuyết lượng tử

*GV: Dựa trên giả thuyết củaPlăng để giải thích các địnhluật quang điện, Anh-xtah đã

đề ra thuyết lượng tử ánhsáng hay thuyết phôtôn

- Phôtôn chỉ tồn tại trongtrạng thái chuyển động

Không có phôtôn đứng yên

Theo Anh-xtanh năng lượng

do photon ánh sáng truyềncho electron dùng để làm 2việc:

+ Thắng được lực liên kếtgiữa electron và hạt nhân đểbứt e ra khỏi mối liên kết+ Truyền cho e một vận tốcban đầu

- Anh-xtanh cho rằng hiệntượng quang điện xảy ra do

có sự hấp thụ phôtôn của ánhsáng kích thích bởi êlectrontrong kim loại → câu 1

1 Giả thuyết Plăng

- Lượng năng lượng màmỗi lần một nguyên tửhay phân tử hấp thụ hayphát xạ có giá trị hoàntoàn xác định và hằng hf;

trong đó f là tần số củaánh sáng bị hấp thụ hayphát ra; còn h là mộthằng số

2 Lượng tử năng lượng

a Ánh sáng được tạothành bởi các hạt gọi làphôtôn

b Với mỗi ánh sáng đơnsắc có tần số f, cácphôtôn đều giống nhau,mỗi phôtôn mang nănglượng bằng hf

c Phôtôn bay với tốc độ

c = 3.108m/s dọc theo cáctia sáng

d Mỗi lần một nguyên tửhay phân tử phát xạ hayhấp thụ ánh sáng thìchúng phát ra hay hấpthụ một phôtôn

4 Giải thích định luật vềgiới hạn quang điện bằngthuyết lượng tử ánh sáng+ Phương trình Anh-xatnh:

ε = hf = = A + W0đmax Hay h

- Mỗi phôtôn khi bị hấpthụ sẽ truyền toàn bộnăng lượng của nó cho 1êlectron

Trang 6

λ = →λ≤ λ0.

Hoạt động 4 5 phút): Tìm hiểu về lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

2/ Trong hiện tượng

- Không, trong hiện tượngquang điện ánh sáng thể hiệnchất hạt

Lưu ý: Dù tính chất nào của

ánh sáng thể hiện ra thì ánhsáng vẫn có bản chất là sóngđiện từ

IV Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng

Ánh sáng có lưỡng tínhsóng - hạt

Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ về nhà.

- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi và làm bài tập trang 158 SGK

- Yêu cầu: HS học kỹ bài, tiết sau làm bài tập

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

Trang 7

Tiết 71 – BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

II PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1 Giáo viên: - Phương pháp giải bài tập

- Lựa chọn cac bài tập đặc trưng

2 Học sinh: học thuộc các kiến thức về hiện tượng quang điệnngoài

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ (10 phút)

1 Trình bài thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện? Định nghĩa

hiện tượng quang điện

2 Phát biểu định luật về giới hạn quang điện? Nếu dùng thuyết

sóng ánh sáng thì có thể giải thích được định luật này không?

3 Phát biểu nội dung thuyết lượng tử ánh sáng?

Trả lời câu hỏi

Hoạt động 2: Hệ thống lại kiến thức (5 phút)

2 Công thức Anhxtanh vềHTQĐ:

ax

0

2

0 ax 0

W

12

hc A

λ =

Hoạt động 3: Giải bài tập SGK trang 158 (10 phút)

*GV: Yêu cầu hs đọc bài 9,

Đáp án D

Bài 10

Đáp án D

Bài 11

Trang 8

*HS: Tiến hành giải vàtrình bày kết quả

*GV: Gọi HS lên bảng giải

20

56, 78.103,55

Hoạt động 4: Giải bài tập bổ sung (20 phút)

ra không? Giải thích?

b Tính động năng ban đầucực đại của electron quangđiện khi bức xạ chiếu vào

có bước sóng 0,18 µm ?

c Tính vận tốc ban đầu cựcđại của các electron quangđiện ?

Giải :a/ λ0 = 0,275µmÁnh sáng trắng có : 0,40 ≤

λ≤ 0,76µm

⇒λ > λ0 : không có HTQĐb/ Theo phương trình Anh-xtanh

Hoạt động 5 (1 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Yêu cầu HS xem lại các bài tập vừa giải

- Tiếp tục học thuộc lý thuyết về HTQĐ - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

Trang 9

Trang 10

Tiết 72 – BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN VÀ THUYẾT LƯỢNG TỬ

ÁNH SÁNG

Ngày soạn: 15/02/2016

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng

- Thông qua giải bài tập bổ sung thêm những kiến thức cần thiết cho HS

2 Kỹ năng:

- Rèn luyện kĩ năng phân tích bài toán dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệgiữa các phương trình đã học

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: - Phương pháp giải bài tập

- Lựa chọn các bài tập đặc trưng

2 Học sinh: Kiến thức liên quan đến hiện tượng giao thoa ánh sángvà tán sắc ánh sáng

Hoạt động 1: Bổ sung công thức về hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng (5 phút)

NL cho 1 photon nên

Wđ = ε

I Kiến thức bổ sung về HTQĐ (nâng cao)

1 Công suất bức xạ của nguồn sáng: P = Nε = N.h

λ

c

Với N: là số photon phát ra trong 1giây từ một đơn vị của diện tích của nguồn sáng

2 Cường độ dòng quang điện

I = n.eVới n là số quang electron bật ra sau một giây

3 Hiệu suất lượng tử:

1

= =

Hoạt động 2: Giải một số bài tập tự luận (40 phút)

1/ Nêu các điều

kiện để xảy ra

HTQĐ?

2/ Bài này ta tính

đại lượng nào để

đơn giản bài

*HS: lắng nghe hướnggiải

*GV: Yêu cầu HS lênbảng giải bài tập

*HS: Lên bảng giảibài tập theo yêu cầucủa GV

*GV: Nhận xét, đánhgiá cách giải

Bài 1: Biết công thoát của electron

ra khỏi bề mặt của nhôm và kali lần lượt là 3,45 eV và 2,25 eV Chiếu chùm sáng có tần số 7.10 8 MHz lần lượt vào hai bản kim loại nhôm và kali.

a Hiện tượng quang điện xẩy ra với bảng kim loại nào?

b Tính vận tốc ban đầu cực đại của quang electron nếu có hiện tượng quang điện?

Giải:

a/ ε = hf = 6,625.10-34.7108.106

Trang 11

*HS: Đọc đề BT 2

*GV: hướng dẫn HSgiải BT (câu 4, 5, 6, 7)

*HS: lắng nghe hướnggiải

*GV: Yêu cầu HS lênbảng giải bài tập

*HS: Lên bảng giảibài tập theo yêu cầucủa GV

*GV: Nhận xét, đánhgiá cách giải

= 4,6375.10-19J = 2,898eV2,25 < ε < 3,45 eV nên HTQĐ xảy ravới bản Kali

5 0

2.(2,898 2, 25).1,6.10

9,1.104,77.10 /

m

A v

Bài 2: Trong một ống Culitgiơ,

cường độ dòng điện qua ống là 0,8

µA, hiệu điện thế giữa anot và catot

giải:

a/ I = ne ⇒ n = I/e = 5.1012 hạte.UAK = 1/2mv2⇒ v = 2,05.107m/sb/

min

9 min

1,035.10

AK

hc eU

hc

m eU

a/ Hỏi có xảy ra hiện tượng quang điện hay không?

b/ Tính công thoát của electron khỏi

bề mặt kim loại ra Jun và eV c/ Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện

Giải:

a/ Vì λ < λ0 ⇒ có xảy ra HTQĐb/ A = hc/λ0 = 3,31.10 -19 J = 2,07eVc/ Wđomax = ε - A = hc/λ - hc/λ0

⇒ vomax = 6,06 105 m/s= 606 km/s

Hoạt động 3 (1 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Yêu cầu HS học thuộc công thức và xem lại những bài tập đã giải

- Yêu cầu HS chuẩn bị bài “Hiện tượng quang điện trong” - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.- Ghi những chuẩn bị cho bài

Trang 12

sau.

Trang 13

Tiết 73 – BÀI 31: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

Ngày soạn: 22/02/2016

I MỤC TIÊU

- Hiện tượng quang điện trong

- Các ứng dụng của hiện tượng quang điện trong: quang điện trở, pin quang điện

Hoạt động 1 ( 5 phút): Kiểm tra bài cũ

Câu 1: Nêu nội dung thuyết lượng tử AS của Anhxtanh

Câu 2: Nêu điều kiện để xảy ra HTQĐ

Hoạt động 2 ( 1 phút): Vào bài mới

Ở lớp 11 chúng ta đã học về bản chất của dòng điện trong chất bán

dẫn, nó là dòng chuyển dời có hướng của các electron dẫn và các lỗ

trống khi có ánh sáng chiếu vào, tuy nhiên nguyên nhân của hiện

tượng đó là gì? Bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu

Hoạt động 2 (20 phút): Tìm hiểu chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong

4 electron liên kết cộng hóatrị nên bền vững

→ câu 1

*HS: TLCH 1: không dẫnđiện vì không có e tự do

*GV: → câu 2, 3, 4

*H: TLCH 2, 3, 42/ Nếu chiếu AS vào khốichất bán dẫn này thì cácelectron nhận được nănglượng từ các photon

3/ Electron nhận được nănglượng từ photon rồi bứt rakhỏi mối liên kết trở thànhelectron dẫn và để lại lỗ

I Chất quang dẫn và hiện tượng quang điện trong

1 Hiện tượng quang điệntrong

- Hiện tượng ánh sáng giảiphóng các êlectron liên kết

để chúng trở thành cácêlectron dẫn đồng thời giảiphóng các lỗ trống tự dogọi là hiện tượng quangđiện trong

- Điều kiện: λ≤ λ0

2 Giải thích:

- Chưa bị chiếu sáng → eliên kết với các nút mạng →

không có e tự do → cáchđiện

- Bị chiếu sáng →ε truyềncho 1 phôtôn Nếu nănglượng e nhận được đủ lớn

→ giải phóng e dẫn (+ lỗtrống) → tham gia vào quá

Trang 14

→ câu 6, 7

*HS: thực hiện yêu cầu củaGV

*GV: gút lại kiến thứcGiới thiệu chất quang dẫn

trình dẫn điện → trở thànhdẫn điện

3 So sánh HTQĐ ngoài vàHTQĐ trong

- HTQĐ ngoài có e bật rakhỏi KL trong khi HTQĐtrong các e chỉ bật ra khỏimỗi liên kết và vẫn còn ởtrong khối chất bán dẫn

- λ0trong > λ0ngoài

4 Chất quang dẫn

- Là chất bán dẫn có tínhchất cách điện khi không bịchiếu sáng và trở thành dẫnđiện khi bị chiếu sáng

Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về quang điện trở

8/ Nêu cấu tạo của

*GV : nêu ứng dụng củaquang điện trở

- Ứng dụng: trong cácmạch tự động

II Quang điện trở

- Là một điện trở làm bằngchất quang dẫn

- Cấu tạo: 1 sợi dây bằngchất quang dẫn gắn trênmột đế cách điện

- Hoạt động : Khi có ASchiếu vào, điện trở có thểthay đổi từ vài MΩ → vàichục Ω

- Ứng dụng : dùng làm cảmbiến nhạy sáng trong cácmạch dò sáng tối để đóngcắt đèn chiếu sáng

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu về pin quang điện

10/ Pin quang điện

2 Cấu tạo và hoạt động

a Pin có 1 tấm bán dẫnloại n, bên trên có phủmột lớp mỏng bán dẫnloại p, trên cùng là mộtlớp kim loại rất mỏng

Dưới cùng là một đế kimloại Các kim loại này

Trang 15

11/ - Khi chiếu ánh

sáng có λ ≤ λ0 →

hiện tượng xảy ra

trong pin quang

điện như thế nào?

đóng vai trò các điện cựctrơ

b Giữa p và n hình thànhmột lớp tiếp xúc p-n Lớpnày ngăn không cho ekhuyếch tán từ n sang p

Êlectron đi qua lớp chặnxuống bán dẫn n, lỗ trống

bị giữ lại → Điện cựckim loại mỏng ở trênnhiễm điện (+) → điệncực (+), còn đế kim loạinhiễm điện (-) → điệncực (-)

- Suất điện động của pinquang điện từ 0,5V →

0,8V

3 Ứng dụng(Sgk)

Hoạt động 5 1 phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Yêu cầu HS học bài và làm các bài tập trang 162 SGK

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài “Hiện tượng quang, phát quang”

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

+ + + + + + + +

-n p

Trang 17

Tiết 74 – BÀI 32: HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG

Ngày soạn: 22/02/2016

I MỤC TIÊU:

- Hiện tượng phát quang quang là gì?

- Huỳnh quang và lân quang

- ĐL Stốc về ánh sáng huỳnh quang

2 Kỹ năng :

- Cho ví dụ về hiện tượng quang phát quang

- Phân biệt Huỳnh quang và lân quang

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ.

1 Chất quang dẫn là gì?

2 Hiện tượng quang điện trong là gì? Giải thích

3 Nêu ứng dụng của hiện tượng quang điện trong?

Lên bảng trả lời câu hỏi

Hoạt động 2 (25 phút): Tìm hiểu về hiện tượng quang – phát quang

*HS : quan sát ví dụ và nêuđược định nghĩa sự phátquang

*GV : Cho ví dụ

- Chiếu chùm tia tử ngoại vàodung dịch fluorexêin → ánhsáng màu lục

→ câu 2

*HS : trả lời câu 2+ Tia tử ngoại: ánh sáng kíchthích

+ Ánh sáng màu lục phát ra:

ánh sáng phát quang

*GV : Nêu thêm ví dụ : đènhuỳnh quang

→ câu 3, 4

*GV : giới thiệu một sốtrương hợp phát quang khác

*HS : tiếp thu

*GV : Dựa vào thời gian phátquang, người ta chia HTquang phát quang thành 2loại : huỳnh quang và lânquang

I Hiện tượng quang – phát quang

1 Khái niệm về sự phátquang

a/ Sự phát quang là sự hấpthụ ánh sáng có bước sóngnày để phát ra ánh sáng cóbước sóng khác

- Chất có khả năng phátquang gọi là chất phátquang

b/ Ví dụ :Chiếu chùm tia tử ngoạivào dung dịch fluorexêin

→ ánh sáng màu lục

+ Tia tử ngoại: ánh sángkích thích

+ Ánh sáng màu lục phátra: ánh sáng phát quang

c/ Đặc điểm: sự phátquang còn kéo dài mộtthời gian sau khi tắt ánhsáng kích thích

3/ Các trường hợp phátquang khác

- Hóa phát quang

- Phát quang catot

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	524 KB

Giáo án vật lý 12 – ban cơ bản CHUONG 6

Một vài ứng dụng của laze