Bài giảng Vật lí 12 - Tiết 73: Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Tiết 73: Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng

1. Chương VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. Giáo viên giảng dạy: Trương Chí Hiền Trường THPT Đông Hà – Quảng Trị.
2. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 1. Hiện tượng quang điện ngoài H a. Sơ đồ thí nghiệm e P T + H đèn hồ quang điện. e + T tấm thuỷ tinh không màu. A + P tấm kẽm. + A điện nghiệm.
3. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 1. Hiện tượng quang điện ngoài H b. Kết quả thí nghiệm e + Khi tấm kẽm tích điện âm được P T chiếu sáng thì tấm kẽm mất điện tích e âm. A + Chắn ánh sáng bằng tấm thuỷ tinh thì tấm kẽm giữ nguyên điện tích. + Hiện tượng cũng xảy ra với các kim loại khác.
4. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 1. Hiện tượng quang điện ngoài H c. Kết luận: e Hiện tượng ánh sáng làm bật các P T êlectron bứt ra khỏi bề mặt kim e loại gọi là hiện tượng quang điện A ngoài, thường gọi là hiện tượng quang điện. • Êlectron bật ra gọi là quang êlectron hay còn gọi là êlectron quang điện.
5. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện T a. Sơ đồ thí nghiệm Đ K • T là bình thạch anh chân không. Ánh sáng • Anốt A là vòng dây kim loại. G đơn sắc A • Catốt K chỏm cầu bằng kim loại V cần khảo sát. • G là micrôampe kế và V là vôn kế. • Kính lọc sắc F và nguồn sáng Đ giàu tia tử ngoại. • Bộ nguồn + biến trở con chạy dùng để thay đổi dấu và độ lớn hiệu điện thế đặt vào A – K.
6. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện b. Kết quả thí nghiệm và nhận xét * Điều chỉnh UAK ở giá trị không âm và cố định giá trị, thay đổi bước sóng  của ánh sáng chiếu bằng cách thay đổi kính lọc sắc thì nhận thấy trong mạch xuất hiện dòng điện khi bước sóng của ánh sáng chiếu phải nhỏ hơn bước sóng giới hạn 0 nào đó. + 0 gọi là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt cần nghiên cứu. + Dòng điện xuất hiện trong mạch gọi là dòng quang điện.
7. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện b. Kết quả thí nghiệm và nhận xét I + Khi UAK tăng đến U1 thì dòng điện không tăng nữa và đạt giá trị bão hoà Ibh gọi là cường độ dòng P quang điện bão hoà. Ibh tăng khi Ibh cường độ ánh sáng chiếu tăng. + Khi UAK = 0 thì trong mạch vẫn có dòng điện → các êlectron bức ra đã có tốc độ đầu v0. Uh 0 U1 UAK
8. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện b. Kết quả thí nghiệm và nhận xét I + Khi UAK giảm đến UAK = - Uh thì dòng quang điện mới triệt tiêu. Giá trị UAK = - Uh gọi là hiệu điện thế hãm. P Ibh + Theo định lý động năng suy ra 1 m.v2 = e.U 2 0max h Uh 0 U1 UAK
9. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện b. Kết quả thí nghiệm và nhận xét I + Với một bức xạ đơn sắc, Ibh lớn khi cường độ bức xạ chiếu vào P2>P1 Ibh2 Catốt mạnh. P I 1 + Với các bức xạ đơn sắc khác bh1 nhau thì Ibh phụ thuộc bản chất kim loại làm Catốt. Uh 0 U1 UAK
10. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 3. Các định luật quang điện a. Định luật quang điện thứ nhất (hay định luật về giới hạn quang điện) Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng 0. 0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó.  0
11. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 3. Các định luật quang điện b. Định luật quang điện thứ hai (hay định luật về cường độ dòng quang điện bão hoà) Đối với ánh sáng thích hợp (có  0) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích .
12. Tiết 73 – Bài 43: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN. 3. Các định luật quang điện c. Định luật quang điện thứ ba (hay định luật về động năng cực đại của quang êlectron) Động năng ban đầu cực đại của quang êlectron không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.
13. CỦNG CỐ BÀI HỌC Câu 1: Lần lượt chiếu hai bức xạ có bước sóng 1 = 0,75 m và 2 = 0,25 m vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện o = 0,35 m, hiện tượng quang điện A. xảy ra chỉ với bức xạ 2. B. xảy ra chỉ với bức xạ 1. C. xảy ra với cả hai bức xạ. D. không xảy ra cả hai bức xạ.
14. CỦNG CỐ BÀI HỌC Câu 2: Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, cường độ dòng quang điện bão hoà đo được là 16 A. Số êlectron đến anốt trong 1 giờ có giá trị A. 3,6.1017. B. 1014. C. 1013. D. 3,623.
15. CỦNG CỐ BÀI HỌC Câu 3: Hiện tượng các electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng A. quang điện ngoài. B. bức xạ electron. C. quang điện trong. D. quang dẫn.