Bài giảng Vật lí Khối 12 - Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng (Bản mới)

 Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN-THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1.Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện : 
Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN : 
a. Thí nghiệm : 
chào quí thầy cơ đến thăm lớp 12A2 
ĐỒN NGỌC HÀ 
1 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
- - - - - - - 
 - - - - - - - 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1.THÍ NGHIỆM 
Tấm kẽm bị mất điện tích âm 
( êlectron ) 
Tấm kẽm Zn 
Tĩnh điện kế 
Chiếu tia tử ngoại vào 1 tấm kẽm ban đầu tích điện âm 
Heinrich Rudolf Hertz 
ĐỒN NGỌC HÀ 
2 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
G 
Chắn chùm tia hồ quang bằng tấm thủy tinh khơng màu . 
Tấm kẽm khơng mất điện tích âm . 
I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
Tại sao khi dùng thủy tinh chắn tia tử 
 ngoại thì tấm kẽm không mất electron? 
ĐỒN NGỌC HÀ 
3 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
b. K ết quả t hí nghiệm : 
- Ánh sáng hồ quang đã làm bậc electron ra khỏi tấm kẽm.(khơng xảy ra đối với ánh sáng nhìn thấy ) 
ĐỒN NGỌC HÀ 
4 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
2. Định nghĩa : 
Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoài ). 
Học sinh đọc câu hỏi C1 
ĐỒN NGỌC HÀ 
5 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
Chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm ban đầu tích điện dương 
→ Điện tích của tấm kẽm hầu như khơng đổi 
1. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGỒI 
Trả lời C1 
(giải thích hiện tượng ? ) 
ĐỒN NGỌC HÀ 
6 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
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 
 : Bước sóng của ánh sáng kích thích . 
 0 : Giới hạn quang điện .( xem bảng 30.1 và giải bài tập 10,11) 
Định luật về giới hạn quang điện chỉ cĩ thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
ĐỒN NGỌC HÀ 
7 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. 
1. Giả thuyết (Planck): 
 	 Lượng năng lượng mà mỗi lần mỗi nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và băøng hf , trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra ; còn h là 1 hằng số Planck 
2. Lượng tử năng lượng : 
	 Lượng tử năng lượng là € = hf 
 Với h= 6,625.10 -34 j.s là hằng số planck 
ĐỒN NGỌC HÀ 
8 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng(thuyết phôtôn ) 
Thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết phôtôn do Einstein đề ra , có nội dung bao gồm : 
- Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn . 
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f , các phôtôn đều giống nhau , mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf . 
- Trong chân không , phôtôn bay với tốc độ c=3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng . 
- Mỗi lần 1 nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ1phôtôn 
- Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động , không có phôtôn đứng yên 
. 
ĐỒN NGỌC HÀ 
9 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
 	 Mỗi photon bi electron hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho electron. Muốn electron bứt ra khỏi mặt kim loại , phải cung cấp cho nó 1 công để thắng các liên kết , công này gọi là công thoát A. 
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi € ≥A hay hf≥A hay h ≥A =>  ≤ 
	 Đặt  0 = là giới hạn quang điện của kim loại thì 
  ≤  0 
Giải thích được định luật về giới hạn quang điện 
ĐỒN NGỌC HÀ 
10 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG 
-	 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng , giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng 
-	 Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt . 
-	=> Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt => Ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt 
ĐỒN NGỌC HÀ 
11 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
ĐỒN NGỌC HÀ 
12 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
1. Phát biểu nào sau đây về thí nghiệm Hecxơ là khơng đúng ? 
Chùm sáng do hồ quang phát ra giàu tia tử ngoại chiếu vào tấm kẽm . 
 B. Tấm kẽm tích điện âm thì gĩc lệch kim điện kế giảm đi , chứng tỏ tấm kẽm đã mất điện tích âm . 
C. Dùng tấm thủy tinh chắn chùm tia hồ quang , hiện tượng khơng thay đổi vì tấm thủy tinh trong suốt cho chùm sáng đi qua. 
D. Tấm kẽm tích điện dương thì gĩc lệch kim điện kế khơng đổi , chứng tỏ điện tích tấm kẽm khơng thay đổi . 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
C. Dùng tấm thủy tinh chắn chùm tia hồ quang , hiện tượng khơng thay đổi vì tấm thủy tinh trong suốt cho chùm sáng đi qua. 
ĐỒN NGỌC HÀ 
13 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
2. Trong các trường hợp sau,trường hợp nào gọi là (e) quang điện ? 
A. (e) bậc ra từ kim loại khi bị đốt nĩng . 
B. (e) trong dây dẫn . 
C. (e) bậc ra khỏi một nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác . 
D. (e) bậc ra khỏi catốt của tế bào quang điện . 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
D. ( e) bậc ra khỏi catốt của tế bào quang điện . 
ĐỒN NGỌC HÀ 
14 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
3. Hiện tượng quang điện xảy ra khi ? 
Ánh sáng kích thích cĩ bước sĩng lớn hơn bước sĩng giới hạn . 
B. Ánh sáng kích thích cĩ cường độ lớn . 
C. Ánh sáng kích thích cĩ bước sĩng nhỏ hơn bước sĩng giới hạn . 
D. Ánh sáng cĩ bước sĩng bất kì . 
10 
09 
08 
07 
06 
05 
04 
03 
02 
01 
00 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
C . Ánh sáng kích thích cĩ bước sĩng nhỏ hơn bước sĩng giới hạn . 
ĐỒN NGỌC HÀ 
15 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH 
Học thuộc lý thuyết giáo khoa . 
Làm tất cả các bài tập SGK từ bài 9 đến bài 13 trang 158. 
Đọc trước bài 31- Hiện tương quang điện trong 
BÀI TẬP VỀ NHÀ 
ĐỒN NGỌC HÀ 
16 
TRƯỜNG THPT HỊA BÌNH