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

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

1. ChươngTiết PPCT: VI: LƯỢNG 53 TỬ ÁNH SÁNG BÀI Bài30: 30 HIỆN (VL 12.CB)TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
2. Nhắc lại kiến thức cũ n Người ta có thể làm cho các êlectron bật ra khỏi tấm kim loại bằng cách nào ? Nung nóng tấm kim loại n Còn cách nào khác làm cho các electron bật khỏi bề mặt tấm kim loại không ?
3. NhắcNhắc lạilại kiếnkiến thứcthức cũcũ Trong ánh sáng hồ quang có : n Tia hồng ngoại. n TrongTia tử ánh ngoại. sáng hồ quang có những n thànhÁnh sáng phần nhìn bức thấy. xạ nào ?
4. Nhắc lại kiến thức cũ Khi một người tiến về garage, cánh cửa garage lập tức mở ra, sau khi người đó qua cửa, thì nó đóng lại. Cánh cửa đóng mở tự động dựa trên hiện tượng quang điện.
5. Chương VI: LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN Heinrich Rudolf THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 1. ThÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn t­îng quang ®iÖn Chiếu ánh sáng hồ ++ Đèn hồ quang điện quang vào 1 tấm kẽm ban đầu tích điện âm Tấm kẽm Zn - - - - - - - - - - - Chứng tỏ: tấm G kẽmóc lệch bị của kim tĩnh - điện kế giảm chứng tỏ điều - - mất điện tích âmgì ? (electron) Tĩnh điện kế
6. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện Trong thí nghiệm trên thì nguyên nhân Trong Vậy: thíKhi nghiệm ánh sángtrên thì hồ nguyên quang nhân nào làm Vậy: êlectron Khi bật ánh khỏi sáng tấm kẽmhồ quang? chiếuchiếu vàovào tấmtấm kẽmkẽm thìthì cáccác eelectronlectron bịbị bậtbật khỏikhỏi tấmtấm kẽmkẽm
7. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện ++ Chiếu ánh sáng hồ quang vào một tấm Tấm kẽm ban đầu tích điện kẽm tích dương điện dương Điện tích của tấm kẽm như thế nào sau khi chiếu ánh sáng hồ quang ? Điện tích của tấm kẽm hầu như không đổi
8. Chương VI: LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN Heinrich Rudolf THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện Khi Lặp chiếu lại thí ánh nghiệm sáng vớihồ quangtấm kẽm vào mang tấm điện kẽm dương tích điệnthì kimdương tĩnh thìđiện electron kế không vẫn bị bịthay bật đổi. khỏi Vì tấmsao ?kẽm nhưng bị tấm kẽm tích điện dương hút lại ngay. Vậy: Electron vẫn bị bật khỏi tấm kẽm mang điện dương khi ánh sáng hồ quang chiếu vào. Hiện tượng vừa khảo sát gọi là hiện tượng quang điện, vậy hiện tượng quang điện là gì ?
9. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 2.2. ĐịnhĐịnh nghĩanghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện( ngoài).
10. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 3. Chú ý Tấm thủy tinh ++ dày. Tấm Chắn chùm tia kẽm hồ quang bằng mang tấm thủy tinh G điện âm dày. Tấm kẽm Điệnkhông tích mất tấm kẽm nhưđiện thế tích nào âm. ?
11. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz i. HiÖn t­îng quang ®iÖn 3. chú ý n KếtKết luậnluận n NếuBứcBức chắn xạxạ chùm tửtử ngoạingoại tia hồ cócó quangkhảkhả năngnăng bằng gâygây tấm rara thủyhiệnhiện tinh tượngtượng dày thìquangquang hiện tượngđiệnđiện ởở quang kẽm,kẽm, điệncòncòn khôngánhánh sángsáng xảy ranhìnnhìn thấychứngthấy thìthì tỏ không.không. điều gì?
12. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN n Làm thế nào để khảo sát hiện tượng Họcquang sinh điện đọc đối với mục một kim II, loại trả ? lời n Ánh sáng kích thích là gì ? ncâuGiới hỏi hạn quang điện của kim loại là gì ? n Để gây ra hiện tượng quang điện đối với một kim loại thì phải thoả điều kiện gì ?
13. Chiếu vào catốt các ánh sáng có bước sóng khác nhau: Nhận xét các hiện tượng xẩy ra? A K L F mA - Ánh sáng tím. - Ánh sáng cam V - Anh sáng đỏ *Chiếu ánh sáng thích hợp vào K thì trong tế bào quang điện sẽ có dòng quang điện từ A => K
14. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Heinrich Rudolf Hertz II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN n Định luật về giới hạn quang điện : n Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước n sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện. n Học sinh nghiên cứu bảng 30.1 ( giá trị giới hạn quang điện λ0 của một số kim loại), trả lời câu hỏi :
15. So sánh giới hạn quang điện (λ0) của các kim loại khác nhau ? Giới hạn quang điện 0 của một số kim loại Chất Bạc Ñồng Kẽm Nhoâm Canxi Natri Kali Xesi 0 0,26 0,30 0,35 0,36 0,75 0,50 0,55 0,66 n GiớiGiới hạnhạn quangquang điệnđiện củacủa mỗimỗi kimkim loạiloại đặcđặc trưngtrưng n riêngriêng chocho kimkim loạiloại đóđó
16. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Max Planck ( 1858-1947) III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. Giả thuyết của Plăng n Lượng năng lượng mà mỗi một lần nguyên tử hay phân n tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và 2. Lượng tử năng lượng n bằng hf ( f : tần số ánh sáng; h : hằng số) Lượng năng lượng trong giả thuyết của Plăng gọi là lượng tử năng lượng, kí hiệu ε ( exilon) ε = hf (h = 6,625.10^-34J.s : hằng số Plăng)
17. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) I. HiỆN III.TƯỢ THUYẾTNG QUANG LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG ￿iỆN III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 1. ThÝ nghiÖm cña HÐc vÒ hiÖn t­îng3. quang Thuyết ®iÖn lượng tử ánh sáng Năm 1905, dựa vào giả thuyết của Planck để giải thích hiện n Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. tượng quang điện, Einstein đề ra thuyết lượng tử ánh sáng n Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng hf. 1. Gi¶ thuyÕt Pl¨ng nTrong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo tia các sáng. nKhi nguyên tử (hay phân tử) phát xạ hay hấp thụ thì chúng phát ra hay hấp thụ 1 phôtôn.
18. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) III.III. THUYẾTTHUYẾT LƯỢNGLƯỢNG TỬTỬ ÁNHÁNH SÁNGSÁNG § Anhxtanh cho rằng hiện tượng quang điện xảy ra n do4. có Giải sự hấp thích thụ định phôtôn luật của về ánh giới sáng hạn kích quang thích điện bởibằng electron thuyết trong lượng kim loại.tử n § MỗiVậy phôtônđể electron khi bị bứ hấpt ra thụ khỏi sẽ kim truyền loại toànthì năng bộ năng lượnglượng này của phải nó nhưcho thế1 e lectron.nào? n Công để “thắng” lực liên kết của electron gọi là công thoát (A). 1. Gi¶ thuyÕt Pl¨ng n Để hiện tượng quang điện xảy ra: n hf A hay A; Đặt  0.
19. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG–HẠT CỦA ÁNH SÁNG n Hiện tượng giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng; Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt. n Vậy : Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt n Ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì tính chất hạt thể hiện rõ. n Ánh sáng có bước sóng càng dài thì tính chất sóng thể hiện rõ.
20. CỦNG CỐ : . Bài 30. Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng I.Hiện tượng quang điện 1. Thí nghiệm của Hécvề hiện tượng quang điện 2. Định nghĩa Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoài). II. Định luật về giới hạn quang điện Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện. III. Thuyết lượng tử ánh sáng 2. Lượng tử năng lượng Công thức (1) h: Gọi là hằng số Plăng 3. Thuyết lượng tử ánh sáng: 4. Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượng tử. •0 = h.c/A (2)  ≤ 0 (3)
21. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) Củng cố, vận dụng 2. §Þnh nghÜa TrảTrả lờilời cáccác câucâu hỏihỏi sausau :: 3. Thùc hiÖn l¹i thÝ nghiÖm CâuCâu 1:1: ChiếuChiếu ánhánh sángsáng hồhồ quangquang lênlên mộtmột tấmtấm kẽmkẽm trungtrung hoàhoà điệnđiện thìthì tấmtấm kẽmkẽm sẽsẽ A.A. TíchTích điệnđiện âm.âm. sai B.B. TíchTích điệnđiện dương.dương. Đúng C.C. KhôngKhông bịbị tíchtích điện.điện. sai D.D. TíchTích điệnđiện âmâm cócó độđộ lớnlớn tăngtăng dầndần rồirồi hạhạ xuống.xuống. sai
22. Tiết 52 - Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) Củng cố, vận dụng Trả lời các câu hỏi sau : Câu 2: Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng A. Giải thích sự hấp thụ ánh sáng của sai môi trường vật chất. B. Xác định ánh sáng là lưỡng tính sai sóng hạt. C. Xác định ánh sáng có tính chất sóng. sai D. Xác định ánh sáng có tính chất hạt. Đúng
23. Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐiỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ￿NH S￿NG Albert Einstein ( 1879-1955) Giao nhiệm vụ về nhà n Về nhà trả lời câu hỏi và làm các bài tập trang 158 SGK; bài 30.1 đến 30.11 SBT. n Xem trước bài Hiện tượng quang điện trong
24. TiếtCảm PPCT: ơn quý 53 Thầy cô và các Bài 30 (VLem 12.CB) học sinh !