Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng (Chuẩn kĩ năng)

Một phịng giặt ở Califorlia sử dụng năng lượng mặt trời 
Tàu vũ trụ dùng năng lượng mặt trời 
Ch­¬ng vi – l­ỵng tư ¸ nh s¸ng 
Bµi 30 
HiƯn t­ỵng quang ® iƯn 
 thuyÕt l­ỵng tư ¸ nh s¸ng 
HEINRICH HERTZ(1857-1894 ) 
 NỘI DUNGI. Hiện tượng quang điện II. Định luật về giới hạn quang điện III. Thuyết lượng tử ánh sáng IV. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng . 
I.Hiện tượng quang điện 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện 
a. Dụng cụ 
Tấm kẽm Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
Nguồn hồ quang 
Tĩnh điện kế 
b. Tiến hành thí nghiệm 
Zn 
- - - - - - - 
 - - - - - - - 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Chiếu tia tử ngoại vào tấm kẽm , lá điện nghiệm cụp lại , tấm kẽm mất điện tích âm . 
b. Tiến hành thí nghiệm 
Zn 
- - - - - - - 
 - - - - - - - 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Nếu tấm kẽm tích điện dương , lá điện nghiệm không cụp lại 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Nếu tấm kẽm tích điện dương th × hiƯn t­ỵng x¶y ra nh ­ thÕ nµo ? 
- Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoµi ) 
2. Định nghĩa 
3. Tác dụng của tia tử ngoại 
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện . 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
G 
- Nếu chắn chùm tia tử ngoại bằng tấm thủy tinh , lá điện nghiệm không cụp lại 
II. ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
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 
ChÊt 
B¹c 
Đ ång 
KÏm 
Nh«m 
Canxi 
Natri 
Kali 
Xesi 
0,26 
0,30 
0,35 
0,36 
0,75 
0,50 
0,55 
0,66 
Gi ¸ trÞ giíi h¹n quang ® iƯn  0 cđa mçi kim lo¹i phơ thuéc vµo b¶n chÊt cđa mçi kim lo¹i ®ã 
 Gi ¸ trÞ giíi h¹n quang ® iƯn  0 cđa mét sè kim lo¹i : 
 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 h.f 
 trong đó : f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra h là một hằng số . 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng ( thuyÕt ph«t«n ) 
2. Lượng tử năng lượng 
C ông thức 
 f là tần số ánh sáng 
Ánh sáng được tạo thành từ các hạt phôtôn 
Mỗi phôtôn mang năng lượng xác định hf . 
Trong chân không tốc độ phôtôn c = 3.10 8 m/s , däc theo c¸c tia s¸ng 
Khi nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ¸ nh sáng th× ø chúng phát ra hay hấp thụ phôtôn . 
4. Giải thích ® Þnh luËt về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
A là công thoát 
 là giới hạn quang điện 
h = 6,625.10 – 34 Js 
 c = 3.10 8 m/s 
IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG 
Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt 
Có bản chất sóng điện từ . Bước sóng dài thể hiện rõ tÝnh chÊt sóng , bước sóng ngắn thể hiện rõ tÝnh chÊt hạt . 
C ©u 1 : Chiếu vào tấm đồng các ánh sáng có bước sóng 
A. 0,1 C. 0.3 
B. 0,2 D. 0,4 
Hiện tượng quang điện không xảy ra với bước sóng nào ? 
D 
  0 = 0,3m 
C©u 2 : Aùnh sáng có bước sóng 0,75 gây ra hiện tượng quang điện với kim loại nào ? 
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 
 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 -20 J	D. 8,83.10 -20 J	 
C 
Tãm t¾t néi dung bµi  1. - Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện 
 2. – HiƯn t­ỵng quang ® iƯn chØ x¶y ra khi : 
    0 
  : lµ b­íc sãng cđa ¸ nh s¸ng kÝch thÝch 
  0 : lµ giíi h¹n quang ® iƯn cđa kim lo¹i 
3 – L­ỵng tư n¨ng l­ỵng 
f : lµ tÇn sè cđa ¸ nh s¸ng