• No products in the cart.

  • LOGIN

VL12BTC6B30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
-Chiếu ánh sáng từ hồ quang điện (giàu tia tử ngoại) vào một tấm kẽm tích điện âm, tấm kẽm mất dẫn điện tích âm (góc lệch kim điện kế giảm đi).
-Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng một tấm thủy tinh dày, hiện tượng trên sẽ không xảy ra.

2. Định nghĩa hiện tượng quang điện
-Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài. Các electron bật ra gọi là electron quang điện.

II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng [tex]\lambda[/tex] ngắn hơn hoặc bằng giới hạn quang điện [tex]\lambda_0[/tex] của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.
[tex]\lambda\le\lambda_0[/tex]

III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Giả thuyết Plăng
-Lượng tử năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra, còn h là một hằng số.

2. Lượng tử năng lượng:
-Lượng năng lượng trên gọi là lượng tử năng lượng, kí hiệu là [tex]\varepsilon[/tex]
Ta có: [tex]\varepsilon =h.f[/tex]
với [tex]h = 6,625.10^{-34}J.s[/tex]

3. Thuyết lượng tử ánh sáng
theo Anhxtanh:
-Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là photon.
-Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau, mỗi photon mang năng lượng bằng hf.
-Trong chân không các photon bay với tốc độ: [tex]c = 3.10^8m/s[/tex] dọc theo các tia sáng.
-Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một photon.
(Lưu ý: photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có photon đứng yên).

4. Giải thích định luật quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
-Công thức Anhxtanh:
[tex]\varepsilon = hf =\frac{hc}{\lambda} = \frac{hc}{\lambda_0} + \frac{1}{2}mv^2_{0max}= A + \frac{1}{2}mv^2_{0max}[/tex]

-Hiện tượng quang điện xảy ra do có sự hấp thụ photon trong ánh sáng kích thích bởi electron trong kim loại đó.
-Muốn cho electron bứt ra khỏi bề mặt kim loại thì phải cung cấp cho electron một công để thắng được các liên kết, công này được gọi là công thoát A.
-Muốn xảy ra hiện tượng quang điện thì năng lượng của photon ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát A của kim loại đó:
[tex]hf = h\frac{c}{\lambda}\ge[/tex]. Suy ra: [tex]\lambda\le h\frac{c}{A}[/tex]
Đặt [tex]h\frac{c}{A} = \lambda_0[/tex]. Ta có: [tex]\lambda\le\lambda_0[/tex]

IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG -HẠT CỦA ÁNH SÁNG
-Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ánh sáng mang lượng tính sóng – hạt. Nhưng dù tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ.

BÀI TẬP

VD1: Kim loại dùng làm catot của một tế bào quang điện có công thoát của electron là A = 2,27(eV).
a) Tính giới hạn quang điện [tex]\lambda_0[/tex] của kim loại này.
b) Nếu chiếu vào catot hai bức xạ điện từ có bước sóng [tex]\lambda_1 = 0,489\mu m[/tex] và [tex]\lambda_2 = 0,669\mu m[/tex] thì bức xạ nào gây ra hiện tượng quang điện? Tính vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện với bức xạ này. Cho [tex]m_e = 9,1.10^{-31}kg; h = 6,625.10^{-34}J.s; 1eV = 1,6.10^{-19}(J)[/tex].

VD2: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng [tex]\lambda[/tex] vào catot của một tế bào quang điện. Biết công thoát A của electron của kim loại làm catot là 3eV và cac electron bắn ra với tốc độ ban đầu cực đại là [tex]7.10^5m/s[/tex]. Xác định bước sóng của bức xạ điện từ đó và cho biết bức xạ trên thuộc vùng nào trong vùng thang sóng điện từ.

VD3: Chiếu bức xạ có bước sóng [tex]\lambda = 0,438\mu m[/tex] vào catot của một tế bào quang điện. Biết kim loại làm catot của tế bào quang điện có giới hạn quang điện là [tex]\lambda_0 = 0,62\mu m[/tex].
a) Xác định vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện.
b) Tìm điện áp hãm để làm triệt tiêu dòng quang điện.
c) Biết cường độ dòng quang điện bão hòa là 3,2mA. Tính số electron bứt ra khỏi catot trong 1 giây.

VD4: Chiếu bức xạ có bước sóng [tex]\lambda = 0,405\mu m[/tex] vào một tấm kim loại thì các quang electron có vận tốc ban đầu cực đại là  [tex]v_1[/tex]. Nếu thay bức xạ khác có tần số [tex]f = 16.10^{14}Hz[/tex] thì vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron là [tex]v_2 = 2v_1[/tex]. Tìm công thoát của electron của kim loại.

0 responses on "VL12BTC6B30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng"

Leave a Message

Your email address will not be published.

inPhysic is an online education site which imparts knowledge and skills to million of users worldwide.

280 an dương vương, phường 4 quận 5,  Hồ Chí Minh
0976 905 317
[email protected] | [email protected] | [email protected]

Top Categories

january, 2021

No Events

top
X