Bài 30. Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Kiến thức:
1. Trình bày được thí nghiệm Hertz (Héc) về hiện tượng quang điện và
nêu được hiện tượng quang điện là gì.
2. Phát biểu được định luật về giới hạn quang điện.
3. Nêu được nội dung cơ bản của thuyết lượng tử ánh sáng.
Kỹ năng:
Vận dụng được thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật về
giới hạn quang điện.
a) Hiện tượng quang điện ngoài. Định luật về giới hạn quang điện
b) Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng.
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN-
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. Hiện tượng quang điện
1. Thí nghiệm của Hertz về 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).
3. Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng một tấm thủy tinh dày thì hiện
tượng trên không xảy ra  bức xạ tử ngoại có khả năng gây ra
hiện tượng quang điện ở kẽm.
II. Định luật về giới hạn quang điện
Định luật: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng  ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện (  0) .
+ Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng cho
kim loại đó.
+ Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được mà chỉ
có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử.
III. Thuyết lượng tử ánh sáng
Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng một tấm thủy tinh dày thì hiện
tượng trên xảy ra như thế nào?
Hiện tượng quang điện là gì?
1. Giả thuyết Plăng (Planck)
Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân
tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hằng hf. Trong đó
f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra, còn h là một hằng số.
2. Lượng tử năng lượng
 = hf với: h= 6,625.10-34J.s gọi là hằng số Plăng( Planck)
3. Thuyết lượng tử ánh sáng
a. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
b. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống

nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng  = hf =

c. Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.
d. Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh
sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.
Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng
yên.
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh
sáng
- Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó
cho một êlectron.
-Để “thắng” các liên kết electron cần phải được cung cấp một công thoát (A).
- Để hiện tượng quang điện xảy ra thì: hf  A hay =
. Đặt

   0
IV. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng
+ Ánh sáng có tính chất sóng được thể hiện qua các hiện tượng:
giao thoa, nhiễu xạ,…
+ Ánh sáng cũng có tính chất hạt được thể hiện qua các hiện tượng:
Hiện tượng quang điện, đâm xuyên, ion hóa, phát quang….
Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt.
Zn
Zn
Tĩnh điện kế
Zn
Nguồn hồ quang
Zn
Zn
Thủy tinh không màu
Zn
Ag
Ag
Tĩnh điện kế
Ag
A
E
K
T
F
Nguồn hồ quang
Ibh1
Ibh2
I
UAK
Uh
0
eUh = Edmax =
Phương trình Anhxtanh