Thuyết lượng tử

Bức xạ của Vật đen.
Thuyết lượng tử Planck.
Hiệu ứng quang điện.
Nhiệt dung riêng của Vật rắn.
Tia X.
Tán xạ Compton.
Phổ nguyên tử và mẫu nguyên tử Bohr
Sóng vật chất.
Nhiễu xạ của điện tử.
Hệ thức bất định.
CHƯƠNG 2 THUYẾT LƯỢNG TỬ
Bức xạ là gì:
Sự phát sóng điện từ.
Cách tạo ra bức xạ:
Cung cấp năng lượng
PU hoá học.
Điện từ trường.
Ánh sáng.
3. Bức xạ nhiệt là gì.
4. Hấp thụ và Cân bằng bức xạ.
5. Bức xạ phụ thuộc yếu tố nào : T? W? ?
6. Năng suất bức xạ là gì: E/m2/s.

I. Bức xạ của Vật đen.
1. Vật đen: Hấp thụ không phản xạ
2. Định lý Stefan- Boltzmann:
-Công thức: PR=..A.T4
A: Diện tích, T: Nhiệt độ,
 : Hằng số S-B = 5,67.10-8 W/m2.(K)4
0 <  < 1: Hệ số hấp thụ-bức xa.
Phân loại:
- Vật đen :  =1 hấp thụ và bức xạ mạnh.
- Vật phản xạ tốt  = 0, vật phát xạ kém.
I. Bức xạ của Vật đen.
Xem ý nghĩa đồ thị:
3. Nội dung: ở mọi nhiệt độ cho trước: W.T=b
b= 2.896.10-3 m 0K (Kelvin):
Hằng số Wien.
(bước sóng sao cho PR cực đại)

Định lý Wien
Thuyết lượng tử: Vật hấp thụ-bức xạ năng lượng SDT ở từng lượng gián đoạn:
E=h =h.c/
Hằng số Planck h=6,625.10-34 (J.s)
h/2pi =1,05 .10-34 (J.s)
II. Thuyết lượng tử Planck.
2. Thuyết Einstein: Photon ánh sáng di chuyển v = c
Có xung lượng và năng lượng tương đối, không ở trạng thái tĩnh .
3. Cường độ sáng : Số hạt
Photon qua 1m2 trong 1s
I= N/ S. t
4. Cường độ dòng điện?
5. Cường độ bức xạ?
II. Thuyết lượng tử Einstein.
III. Hiệu ứng quang điện HUQĐ.

1. Thực nghiệm: HUQĐ Là gì
III. Hiệu ứng quang điện HUQĐ.

2. Các định luật quang điện (Millikan)
- Bước sóng giới hạn cho HUQĐ 0=h.c/A   <0
-IAS tăng ? I qd tăng theo.
-KE ban đầu phụ thuộc  không phụ thuộc IAS
Giải thích ??? 1photon chỉ cho E cho 1 electron









Công thức Einstein: E = h.c/ = A+ mv2max/2
Khi cho v=0  h.c/0 = A
Số p tăng  số e bậc ra tăng
Số p tăng  không ảnh hưởng v2max
Ưng dụng hiệu ứng quang điện.
1. Ông nhân quang điện.
Mục đích: Nhân số lượng e bức xạ từ các Cathod.
Khuếch đại công suất (power applifier)
Pin quang điện Solar cell- Tế bào quang điện
Ưu điểm: biến đổi ánh sáng Mặt Trời thành điện.
Nhưng hiệu suất thấp 20%- Gía thành cao.
V. Tia Roentgen (tia X bước sóng: 10-8  10-12 m)
Tính chất:
-Tác dụng lên phim ảnh.
-Ion hóa chất khí.
-Sinh lý : Tiêu diệt vi khuẩn và cả tế bào.
-Không bị lệch trong E, B nên nó không có Q
Thí nghiệm:
Cơ chế tạo ra tia X
Electron tương tác nguyên tử  TT hạt nhân DĐ mạng NT sinh ra sóng điện từ là Tia X
Bước sóng cực tiểu của Tia X :
 min= h.c/ e.Vcc
Giải thưởng Nobel 1895
Wilhelm Konrad Roentgen
VI. Tán xạ Compton
Kết qủa thí nghiệm Tán xạ tia X với electron (1923):

Tia X va chạm electron  Truyền E và P cho electron  Tia X sau tán xạ có E giảm Tần số giảm  Bước sóng tăng lên.
Công thức tán xạ Compton.
Bước sóng Compton: Xét tán xạ với một hạt Khối lượng m
Bước sóng Compton: Với hạt electron (me) thì c=2,42.10-12 m
VII. Phổ nguyên tử và mẫu nguyên tử Bohr
Mẫu nguyên tử Rutherford
Thí nghiệm: Bắn hạt đạn vào NT  cấu trúc NT
-Hạt nhân và các electron quay xung quanh.
- Hạt nhân mang điện dương làm lệch các hạt ?

Nhược điểm:
- Không giải thích quang phổ nguyên tử là vạch.




- Khi nguyên tử phát sóng các e phải rơi vào nhân
 Nguyên tử không tồn tại. Sai thực tế ???
3. Mẫu nguyên tử Bohr (1913)
@. Quỹ đạo dừng ứng trạng thái dừng  không bức xạ.
@. Ở quỹ đạo dừng E, L(momen XL) bị lượng tử hóa.
@ Khi nhận W kích thích e chuyển sang quỹ đạo dừng E cao hơn
@. Phát sóng điện từ khi chuyển về quỹ đạo dừng củ :
Eexc-Eground= h =hc/

@. Nguyên tử Hydrogen: Bán kính quỹ đạo dừng tăng tỷ lệ với bình phương của các số nguyên có tên gọi như sau:
K L M N O P
r 4r 9r 16 25r 36r
r= 5,3.10-11 m được gọi là bán kính Bohr.
Thành công: Giải thích quang phổ vạch của nguyên tử H2
Nhiễu Xạ của điện tử (hạt thể hiện Tính chất sóng)
Thuyết Fresnal
Thí nghiệm Davisson-Germer:
Nhiễu xạ tia X
(54 eV, 1,24.10-10 m)
* Phải dùng tinh thể sinh
học làm cách tử 2,15 A
* Bản tinh thể mỏng (vài mm)
 dễ quan sát
Kết luận: hạt thể hiện sóng VC
VIII. Sóng vật chất

Giả thuyết Broglie: Hạt và sóng là hai mặt của VC.
* Như ánh sáng là lưỡng tính sóng hạt.
* Tia x là sóng nhưng cũng gây tán xạ (hạt)
* Electron là hạt nhưng khi v lớn có thể tạo ra nhiễu xạ.
* Nên hạt và sóng là hai thể hiện của vật chất
* Liên hệ Hạt và sóng: Hạt P,E sóng có  =h/p.
VIII. Sóng vật chất

Giả thuyết Broglie: Hạt và sóng là hai mặt của VC.
Như ánh sáng là lưỡng tính sóng hạt.
Tia x là sóng nhưng cũng gây tán xạ (hạt)
Electron là hạt nhưng khi v lớn có thể tạo ra nhiễu xạ.
Nên hạt và sóng là hai thể hiện của vật chất
Liên hệ Hạt và sóng: Hạt P,E sóng có  =h/p.
Đối với vi hạt như e, Photon, Proton, khi chuyển động
nhanh thì bước sóng vật chất là quan sát được 1 10-12 m .
Với các vật vĩ mô( ping pong) sóng vật chất là không quan sát được vì bước sóng? 10-30 m
Hệ thức bất định đối với năng lượng
Hệ thức bất định cho tần số.
X. Hệ thức bất định Heisenberg
Không xác định chính xác đồng thời tọa độ và xung lượng
Không xác định chính xác đồng thời tọa độ và vận tốc
1- Những vật nóng nhất và lạnh nhất trong tự nhiên?
2- Boltzmann và những nguyên lý về truyền và cân bằng Nhiệt?
3- Các ứng dụng của quá trình cân bằng bức xạ nhiệt ?
4- Các xe dùng năng lượng ánh sáng từ Mặt Trời.
5- Đặc trưng của các hạt phôtôn ánh sáng và sự hấp thụ phôtôn?
6- Các ứng dụng cơ bản của hiệu ứng Compton?
7- Các mô hình về cấu trúc nguyên tử và việc ứng dụng chúng?
8- Các ứng dụng cụ thể của pin quang điện ?
9- Tia tử ngoại, tia x và tia cực tím những vấn đề chung?
10- Chụp ảnh X quang các mối nguy cơ tiềm ẩn.
11- Những phát hiện mới về thuyết sóng hạt vật chất?
12- Hiểm họa từ các tia bức xạ điện từ đến từ vũ trụ và mobiphone?
13- Khả năng con người hiểu biết về cơ chế hạt nhân?
14- Thời gian sống của electron trên các mức quỹ đạo dừng.
Các chủ đề nghiên cứu 1C
1- Định lý Stefan- Boltzmann: PR=..A.(T14- T24)
2- Định lý Wien: W.T=b
3- Thuyết lượng tử: E=h =h.c/; Cường độ sáng : I= N/ S. t
4- Các định luật quang điện Các định: E = h.c/ = A+ mv2max/2
0=h.c/A n
5- Bước sóng cực tiểu của Tia X :  min= h.c/(e.Vcc)
6- Tán xạ compton
Với hạt electron (me) thì c=2,42.10-12 m
7- Phát sóng điện từ khi chuyển quỹ đạo dừng :Eexc-Egr= h =hc/
8- Liên hệ Hạt và sóng: Hạt (P, E) sóng có  =h/p.
9- Hệ thức bất định Heisenberg
Ôn tập