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

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
2. Định nghĩa hiện tượng quang điện
Thế nào là hiện tượng quang điện?
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài.
Các eletron bứt ra khỏi bề mặt kim loại có tên gọi là gì?
Các eletron bứt ra khỏi bề mặt kim loại bị chiếu sáng gọi là quang electron
Tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm còn ánh sáng nhìn thấy được thì không.
v
mA
R
E
A
K
+
-
Thí nghiệm : Thay đổi bước sóng ánh sáng chiếu vào catốt quan sát kim điện kế .
Kết quả: Chỉ những bức xạ có bước sóng 0 nào đó (tùy vào kim loại dùng làm catốt) mới xãy ra hiện tượng quang điện.
II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN
- 0 Gọi là giới hạn quang điện của kim loại. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng của kim loại đó
III . THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Giả thuyết Plăng
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 bằng hf
Trong đó f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay được phát xạ h là hằng số.
2. Lượng tử năng lượng
III . THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
3. Thuyết lượng tử ánh sáng
a. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là các 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. Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng
d. Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn
Albert Einstein
(1879- 1955)
III . THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
4. Giải thích định luật về giới hạn quanh điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
Hiện tượng quang điện xảy ra do electron trong kim loai hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích
Muốn electron bứt khỏi mặt kim loại thì năng lượng của phôtôn ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát
hf ≥ A
Đặt
Ta có
IV . LƯỠNG TÍNH SÓNG-HẠT CỦA ÁNH SÁNG
Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt
Dù ánh sáng thể hiện tính chất nào thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ
Câu 1. Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện
Electron bứt ra khỏi mặt kim loại khi bị nung nóng
B. Electron bứt ra khỏi kim loại khi có ion đập vào
C. Electron bị bật ra khỏi nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác
D. Electron bị bật ra khỏi kim loại khi bị chiếu sáng
V. VẬN DỤNG
D. Electron bị bật ra khỏi kim loại khi bị chiếu sáng
Dùng bảng 30.1 để trả lời các câu sau
V. VẬN DỤNG
Câu 2. Ánh sáng có bước sóng 0,75 μm có thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất nào dưới đây
Canxi B. Natri
C. Kali D. Xesi
Câu 3. Giới hạn quang điện của một hợp kim gồm bạc, đồng, kẽm sẽ là:
0,26 μm B. 0,30 μm
C. 0,35 μm D. 0,40 μm
Canxi
C. 0,35 μm
Câu 4. Lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ ( 0,75 μm) là
26,5 J B. 8,83 .10-5 J
C. 26,5.10-20 J D. 8,83.10-20 J
Câu 5. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Cho 1eV=1,6.10-19 J. Công thoát của electron ra khỏi kẽm tính theo eV là
A. 5,68 eV B. 2,89 eV C. 3,55 eV D. 4,63 eV
V. VẬN DỤNG
C. 26,5.10-20 J
B. 2,89 eV
BÀI TẬP VỀ NHÀ
Làm các bài tập: 12, 13 SGK, 30.10, 30.11 SBT
Chuẩn bị bài mới: “Hiện tượng quang điện trong”
Xem lại kiến thức về quang trở đã học ở lớp 11.
Thế nào là hiện tượng quang điện trong?
Giải thích hiện tượng quang điện trong dựa trên nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng