Bài 31. Hiện tượng quang điện trong

1. Dòng điện trong chân không
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không
R
mA
V
Sơ đồ TN
* Dụng cụ TN:
- Điốt chân không:
gồm 2 cực A và K.
- Nguồn E1, E2
- Khóa K1, K2.
- Biến trở R.
- Vôn kế, ampe kế
- Khi U < Ub: U tăng thì I tăng.
- Khi U >= Ub thì khi U tăng , I không tăng nữa và có giá trị lớn nhất I = Ibh gọi là cường độ dòng điện bão hòa.
- Từ đường đặc tuyến Vôn-Ampe khảo sát được em hãy trình bày mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế?
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong
chân không vào hiệu điện thế.
Ê lectron bứt ra từ ca tốt có động năng ban đầu, trong số đó có một số có động năng lớn, nên chúng vẫn có thể đi đến ca tốt (tuy bị lực hãm của điện trường khi đó với giá trị nhỏ).
- Đồ thị cho thấy: tuy U < 0 nhưng vẫn có I # 0. Theo em tại sao lại như vậy?
Chương IX: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Tiết 61,62:
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN

Hiện tượng quang điện:
a) Thí nghiệm Hertz:
-Chiếu chùm ánh sáng phát ra từ hồ quang vào tấm kẽm tích điện âm gắn trên diện nghiệm ta thấy hai lá của điện nghiệm cụp lại,tấm kẽm mất điện tích âm.
-Chắn chùm tia từ ngoại từ hồ quang bằng một tấm kính thì hiện tượng không xảy ra.
-Thay tấm kẽm tích điện âm bằng tấm kẽm tích điện dương ,hiện tượng cũng không xảy ra.
-Thay tấm kẽm bằng các kim loại khác tích điện âm hiện tượng xảy ra bình thường.

+
-
+
-
+
-
Zn
G
TN HECXO VE HTQD
* Kết luận:
Khi chiếu một chùm tia sáng thích hợp (có bước sóng ngắn ) vào mặt tấm kim loại thì nó làm cho các electron ở mặt kim loại bị bật ra , đó là hiện tượng qunag điện. Các electron bị bật ra gọi là các electron quang điện( hay qunag electron).
b) Thí nghiệm với tế bào quang điện:
Sơ đồ thí nghiệm:
v
mA
R
E
A
K
+
-
Tế bào quang điện: là bình chân không trong đó có hai điện cực:
-Anốt là một vòng dây kim loại
-Catốt có dạng chỏm cầu bằng kim loại phủ ở mặt trong của bình
v
mA
R
E
A
K
+
-
Sơ đồ mạch điện:
-Vôn kế V đo hiệu điện thế UAK
-Điện kế G đo I
-Bộ nguồn E, R tạo UAK thay đổi.
-Hồ quang điện H tạo ra chùm sáng
-Kính lọc sắc F chỉ cho ánh sáng đơn sắc nhất định đi qua

H
v
mA
R
E
A
K
+
-
v
mA
R
E
A
K
+
-
TN1: Thay đổi bước sóng ánh sáng chiếu vào catốt
KQTN: Với mỗi kim loại dùng làm catốt, hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khí bước sóng ánh sáng kích thích thoả mãn:
< 0 (0=const)
v
mA
R
E
A
K
+
-
TN2: Thay đổi hiệu điện thế hai đầu Anốt và catốt (UAK); khảo sát sự thay đổi cường độ dòng quang điện (Iqđ)
KQTN: Khi có hiện tượng quang điện thì Iqđ phụ thuộc UAK theo đường đặc trưng V-A như hình vẽ
T
T`>T
Ibh

Ub
Uh
v
mA
R
E
A
K
+
-
TN3: Khảo sát sự phụ thuộc của hiệu điện thế hãm theo ánh sáng chiếu vào catốt
KQTN: Giá trị hiệu điện thế hãm không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chiếu vào catốt và bản chất kim loại dùng làm catốt
T
Ibh

Ub
Iqd
O

UAK
Uh1
Uh2
Các kết quả chính của thí nghiệm và nhận xét:
- Khi chiếu vào catot chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng ngắn thì trong mạch xuất hiện dòng điện, ta gọi là dòng quang điện.
Dòng quang điện là dòng chuyển dời có hướng của các electron quang điện dưới tác dụng của điện trường giữa cathode và anode.
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng chiếu và cathode có bước sóng nhỏ hơn một giá trị nào đó, gọi là giới hạn quang điện.
Ibh2
Ibh1
- U
U
0
I
** Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa I và UAK
+ Khi U tăng, I tăng dần đến giá trị bão hòa Ibh, gọi là dòng điện bão hòa.
Nhận xét:
+ Khi U = 0, I = 0
+ Để I triệt tiêu hoàn toàn ta phải đặt giữa 2 đầu A, K hiệu điện thế âm Uh, gọi là hiệu điện thế hãm.
Khi đó công của điện trường đúng bằng động năng cực đại của các electron quang điện.
2.Các định luật quang điện:
Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện):
"Đối với mỗi kim loại dùng làm cathode có một bước sóng giới hạn xác định gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó;
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hơn hoặc bằng giới hạn quang điện"

b) Định luật quang điện thứ hai(định luật về cường độ dòng quang điện):

"Đối với một ánh sánh thích hợp, cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích"
c)Định luật quang điện thứ ba(định luật về động năng cực đại của electron):

"Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích"
Hiện tượng nào sau đây chỉ được giải thích nếu công nhận ánh sáng là các chùm hạt photon ?
Chọn một đáp án dưới đây
Hiện tượng phản xạ
Hiện tượng quang điện
Hiện tượng tán sắc
Hiện tượng giao thoa
BÀI TẬP
Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện phụ thuộc vào :
1/ Bước sóng của ánh sáng kích thích
2/ Bản chất kim loại dùng làm catot
3/ Cường độ chùm sáng kích thích
4/ Hiệu suất của quá trình quang điện
Chọn một đáp án dưới đây Bạn đã trả lời sai. Đáp án là :
1;2
B. 1;3
C. 2;4
D. 3;4
BÀI TẬP
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì ?.
Tìm câu trả lời đúng
Chọn một đáp án dưới đây
Bước sóng riêng của kim loại đó
B. Công suất của electron ở bề mặt kim loại
C. Bước sóng của ánh sáng kích thích
D. Bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích đối với mỗi kim loại đó
BÀI TẬP
HẾT