Bài giảng Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng, hạt của ánh sáng

Câu hỏi 1 
*Từ khái nệm về hiện tượng quang điện , hãy cho biết 
-Hiện tượng quang điện xảy ra khi nào ? 
-Hiện tượng quang điện có phụ thuộc gì vào bước sóng và cường độ chùm ánh sáng kích thích không ? Giải thích 
* Hiện tượng quang điện có gì mâu thuẫn so với các định luật quang điện ? 
T iết 72: Thuyết lượng tử ánh sáng. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng 
I. Thuyết lượng tử ánh sáng 
1. Giả thuyết của Plăng 
- Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có gia trị hoàn toàn xđ,gọi là lượng tử năng lượng ( ) 
2. Thuyết lượng tử ánh sáng. Phôtôn 
Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn (Các lượng tử ánh sáng ). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định 
 (f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng ). Cường độ chùm ánh sáng tỉ lệ với phôtôn phát ra trong một giây 
- Phân tử, nguyên tử, electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng hát xạ hay hấp thụ phôtôn 
- Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.10 8 m/ s trong chân không 
*Chú ý: 
- Thuyết lượng tử ánh sáng chỉ khẳng định năng lượng ánh sáng do nguyên tử hay phân tử bức xạ hoặc hấp thụ mới có tính gián đoạn 
Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. 
Chùm ánh sáng đơn sắc chỉ có một loại phô tôn duy nhất .(VD với ánh sáng màu đỏ thì chỉ có một loại phô tôn ứng với bước sóng = 760nm) 
II . Giải thích các định l uật quang điện 1. Công thức Anh – xtanh về hiện tượng quang điện 
Trong đó : A là công thoát (J) 
 W 0đ là động năng ban đầu cực đại của electron(J) 
- Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có 
2. Giải thích các định luật quang điện 
a. Định luật 1: 
- Muốn hiện tượng quang điện xảy ra thì 
b. Định luật 2 
- Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với electron bứt ra khỏi catốt trong một đơn vị thời gian 
- Số electron bứt ra khỏi bề mặt catốt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ với số phôtôn đến đập vào mặt catốt đó, mà số phôtôn này tỉ lệ với cường độ chùm ánh sáng tới 
* Vậy cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với cường độ chùm sáng kích thích 
c. Định luật 3 
-Động năng cực đại của electron là 
III. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng 
- á nh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Vậy ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt 
* Chú ý : 
- Tính chất hạt thể hiện rõ thì tính chất sóng lại mờ và ngược lại (VD hiện tượng quang điện với ánh sáng kích thích là áng sáng của tia tử ngoại ) 
- á nh sáng có bước sóng càng lớn thì tính chất sóng càng thể hiện rõ và ngược lại ( VD hiện tượng giao thoa ) 
Củng cố 
Bài tập