Bài giảng Vật lí 12 - Bài 30: Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng - Đỗ Trúc Giang

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 30: Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng - Đỗ Trúc Giang

1. Trường :THPT Lai Vung I Giáo Viên: Đỗ Trúc Giang VẬT LÝ 12 CHƯƠNG 6 BÀI 30 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG *CHÚ Ý +) CÁC EM TRANH THỦ VÀO LỚP ĐÚNG THỜI GIAN +) LỚP TRƯỞNG ĐIỂM DANH BÁO CÁO BÊN ZALO +) KHI NGHE HẾT BẢN NHẠC LỚP SẼ BẮT ĐẦU HỌC
2. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. Hiện tượng quang điện 1. Thí nghiệm của Hertz năm 1887. *Thí nghiệm 1. các em quan sát đoạn clip  Kết quả: +)Khi chiếu ánh sáng của đèn hồ quang thì tấm kẽm mất điện tích âm. +)Làm thí nghiệm tương tự với tấm kẽm mang điện dương thì không xảy ra hiện tượng trên  Kết Luận: Thí nghiệm hiện tượng tấm kẽm bị mất điện tích âm trong trường hợp trên gọi là hiện tượng quang điện
3. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I. Hiện tượng quang điện 1. Thí nghiệm của Hertz năm 1887. Thí nghiệm 2. các em quan sát đoạn clip ☺ Kết quả: +)Khi chiếu ánh sáng của đèn hồ quang qua tấm thủy tinh thì tấm kẽm không mất điện tích âm. +)Làm thí nghiệm tương tự với tấm đồng, nhôm, bạc mang điện âm thì kết quả xảy ra tương tự như 2 thí nghiệm trên.  Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài, thường gọi tắt là hiện tượng quang điện.
4. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG II . Định luật về giới hạn quang điện 1 . Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng λo của kim loại đó mới gây ra được hiện tượng quang điện. λ ≤ λo λo là giới hạn quang điện của kim loại. λ là bước sóng ánh sáng chiếu tới (kích thích) 2 . Định luật về giới hạn quang điện chỉ có thể được giải thích bằng thuyết lượng tử ánh sáng
5. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG III . Thuyết lượng tử ánh sáng 2 . Thuyết lượng tử ánh sáng ( năm1905) của Einstein. 1.Giả thuyết Planck (năm1900) a) Ánh sáng được tạo thành bởi Lượng năng lượng mà mỗi lần các hạt gọi là phôtôn một nguyên tử hay phân tử hấp b) Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần thụ hay phát xạ có giá trị hoàn số f các phôtôn đều giống nhau , toàn xác định, gọi là lượng tử mỗi phôtôn mang năng lượng năng lượng. bằng hf. Lượng tử năng lượng ký hiệu Swiss-German physicist Albert c) Trong chân không, phôtôn bay với là ε tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia sáng. Einstein (1879-1955, có giá trị bằng : ε = h.f right) with German d) Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát Trong đó : f là tần số của ánh xạ hoăc hấp thụ ánh sáng thì chúng physicist Max sáng bị hấp thụ hay được phát phát ra hay hấp thụ một phôtôn Planck (1858-1947, ra; h là hằng số Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái left) chuyển động không đứng yên planck . h = 6,625 .10−34J. s
6. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG IV.Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượng tử. Như vậy, muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra thì năng lượng của phôtôn ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát Ta có: ℎ hf ≥ A hay ≥ A  ℎ Từ đó suy ra  ≤ ℎ Đặt  = (2) 0 Ta có:  ≤ 0 (3) 0 là giới hạn quang điện của kim loại.
7. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG IV. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng Ánh sáng vừa có tính chất sóng ( giao thoa) vừa có tính chất hạt ( quang điện ) Bước sóng ánh sáng càng ngắn ( tần số càng lớn) : tính chất hạt càng trội Bước sóng ánh sáng càng dài ( tần số càng nhỏ) : tính chất sóng càng trội Bản chất ánh sáng là sóng điện từ
8. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG V. Vận dụng Bài 1: Bước sóng giới hạn quang điện đối với một kim loại là 520 nm. Hiện tượng quang điện xảy ra nếu kim loại đó được chiếu bằng bức xạ đơn sắc phát ra từ A. Đèn hồng ngoại 1W B. Đèn tử ngoại 1W C. Đèn hồng ngoại 5W D. Đèn hồng ngoại 50W Hướng dẫn giải Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện là λ≤ λo với λo = 520 nm mà λhồng ngoại > 760 nm và λtử ngoại < 380 nm Đáp án là câu B
9. BÀI 30 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN & THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG V. Vận dụng Bài 2: Bước sóng giới hạn quang điện đối với một kim loại là 520 nm. Cho biết h = 6,625 .10−34Js, c = 3.108 /푠 và 1eV = 1,6.10−19 J. Công thoát của electron quang điện của kim loại trên là A. 3,82.10−20J B. 0,239 eV C. 3,82.10−18J D. 2,390 eV Hướng dẫn giải −34 8 ℎ 6,625.10 .3.10 −19 công thoát : A = = −9 ≈ 3,82.10 J ≈ 2,390 (eV) 휆표 520.10 Đáp án là câu D