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

VÀ CÁC EM HỌC SINH 
CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ 
Một phòng giặt ở Califorlia sử dụng năng lượng mặt trời 
Tàu vũ trụ dùng năng lượng mặt trời 
CH ƯƠ NG VI – L Ư ỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
BÀI 30 
HIỆN T Ư ỢNG QUANG ĐIỆN 
 THUYẾT L Ư ỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
HEINRICH HERTZ(1857-1894) 
I. Hiện t ư ợng quang điệnII. Định luật về giới hạn quang điệnIII. Thuyết l ư ợng tử ánh sángIV. L ư ỡng tính sóng hạt của ánh sáng. 
Bài 30 
Hiện t ư ợng quang điện 
 thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
I.Hiện t ư ợng quang điện1. Thí nghiệm của Héc về hiện t ư ợng quang điện 
a. Dụng cụ 
Tấm kẽm Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
Nguồn hồ quang 
Tĩnh điện kế 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
- Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm, số chỉ kim điện kế giảm dần, tấm kẽm mất điện tích âm. 
b. Tiến hành thí nghiệm 
Zn 
- - - - - - - 
 - - - - - - - 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Nếu tấm kẽm tích điện d ươ ng, kim điện kế không thay đổi 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Nếu tấm kẽm tích điện d ươ ng th× hi Ư n t­ỵng x¶y ra nh­ thÕ nµo ? 
- Hiện t ư ợng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện t ư ợng quang điện ( ngoµi ) 
2. Định nghĩa 
3. Tác dụng của tia tử ngoại 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện t ư ợng quang điện. 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
G 
-Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng tấm thủy tinh, số chỉ kim điện kế không thay đổi 
- Hiện t ư ợng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện t ư ợng quang điện ( ngoµi ) 
2. Định nghĩa 
3. Tác dụng của tia tử ngoại 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện t ư ợng quang điện. 
II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có b ư ớc sóng  ngắn h ơ n hay bằng giới hạn quang điện  0 của kim loại đó, mới gây ra đ ư ợc hiện t ư ợng quang điện    0 
Chất 
Bạc 
Đång 
Kẽm 
Nhôm 
Canxi 
Natri 
Kali 
Xesi 
0,26 
0,30 
0,35 
0,36 
0,75 
0,50 
0,55 
0,66 
Giá trị giới hạn quang điện  0 của mỗi kim loại phụ thuộc vào bản chất của mỗi kim loại đó 
Giá trị giới hạn quang điện  0 của một số kim loại : 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
 III. THUYẾT L Ư ỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
 L ư ợng năng l ư ợng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi là l ư ợng tử năng l ư ợng và bằng h.f 
 trong đó : f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay đ ư ợc phát ra 
 h là một hằng số. 
2. Löôïng töû naêng löôïng 
C oâng thöùc 
 laø böôùc soùng aùnh saùng 
 f laø taàn soá aùnh saùng 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
a. Ánh sáng đ ư ợc tạo thành từ các hạt phôtôn 
b. Với mỗi ánh sáng đ ơ n sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng l ư ợng 
c. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c=3.10 8 m/s, däc theo c¸c tia s¸ng 
d. Khi nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ¸nh sáng th×ø chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn. 
A là công thoát (J) 
 là giới hạn quang điện 
h = 6,625.10 – 34 Js 
 c = 3.10 8 m/s 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
3. Thuyết l ư ợng tử ánh sáng (thuyÕt ph«t«n ) 
IV. L Ư ỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG 
Ánh sáng có l ư ỡng tính sóng – hạt 
Ánh sáng có bản chất sóng điện từ. 
 SĐT có b ư ớc sóng dài thể hiện rõ tÝnh chÊt sóng. 
  SĐT có b ư ớc sóng ngắn thể hiện rõ tÝnh chÊt hạt. 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
Để giải thích hiện t ư ợng giao thoa, ng ư ời ta thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng 
Để giải thích hiện t ư ợng quang điện, ng ư ời ta thừa nhận ánh sáng có tính chất hạt 
Câu 1 : Chiếu vào tấm đồng các ánh sáng có b ư ớc sóng 
A. 0,1 C. 0.3 
B. 0,2 D. 0,4 
Hiện t ư ợng quang điện không xảy ra với b ư ớc sóng nào? 
D 
  0 = 0,3m 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
Câu 2 : Aựnh saựng coự bửụực soựng 0,75 gaõy ra hieọn tửụùng quang ủieọn vụựi kim loaùi naứo? 
A. Ca C. Na 
B. K D. Xs 
A 
 Ca :  0 = 0,75m Na : 0 = 0,5m 
 K : 0 = 0,55m Xs : 0 = 0,66m 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
 C©u 3 : Lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ (0,75 μ m) là 
 26,5 J	 B. 8,83 .10 - 5 J	 
C. 26,5.10 -19 J	D. 8,83.10 -20 J	 
C 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
BÀI TẬP VẬN DỤNG 
1. - Hieọn tửụùng aựnh saựng laứm baọt caực electron ra khoỷi maởt kim loaùi goùi laứ hieọn tửụùng quang ủieọn 
 2. – Hiện t ư ợng quang điện chỉ xảy ra khi : 
   0 
  : là b ư ớc sóng của ánh sáng kích thích 
  0 : là giới hạn quang điện của kim loại 
3 – L ư ợng tử năng l ư ợng 
f : là tần số của ánh sáng 
Bài 30 Hiện t ư ợng quang điện - Thuyết l ư ợng tử ánh sáng 
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT 
CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ