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

1. Dòng điện trong chân không 
a. Thí nghiệm về dòng điện trong chân không 
R 
E 1 , r 1 
E 2 , r 2 
K 2 
K 1 
K 
A 
mA 
V 
Sơ đồ TN 
* Dụng cụ TN: 
- Điốt chân không : 
gồm 2 cực A và K. 
- Nguồn E 1 , E 2 
- Khóa K 1 , K 2 . 
- Biến trở R. 
- Vôn kế , ampe kế 
- Khi U < U b : U tăng thì I tăng . 
- Khi U >= U b thì khi U tăng , I không tăng nữa và có giá trị lớn nhất I = I bh 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 . 
I 
O 
U 
T 
I bh 
U b 
I’ bh 
T’ > T 
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 ). 
I 
O 
U 
T 
I bh 
U b 
I’ bh 
T’ > T 
- Đồ thị cho thấy : tuy U < 0 nhưng vẫn có I # 0. Theo em tại sao lại như vậy ? 
Chöông IX : LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG – THUYEÁT LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG 
Tieát 61,62: 
HIEÄN TÖÔÏNG QUANG ÑIEÄN. CAÙC ÑÒNH LUAÄT QUANG ÑIEÄN 
Hieän töôïng quang ñieän : 
a) Thí nghieäm 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 HTQĐ 
* Keát luaän : 
Khi chieáu moät chuøm tia saùng thích hôïp ( coù böôùc soùng ngaén ) vaøo maët taám kim loaïi thì noù laøm cho caùc electron ôû maët kim loaïi bò baät ra , ñoù laø hieän töôïng qunag ñieän . Caùc electron bò baät ra goïi laø caùc electron quang ñieän ( hay qunag electron). 
b) Thí nghieäm vôùi teá baøo quang ñieän : 
Sô ñoà thí nghieäm : 
 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 U AK 
- Điện kế G đo I 
- Bộ nguồn E, R tạo U AK 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) 
I q đ 
O 
U AK 
 v 
 mA 
 R 
 E 
 A 
 K 
 + 
 - 
TN2 : Thay đổi hiệu điện thế hai đầu Anốt và catốt (U AK ); khảo sát sự thay đổi cường độ dòng quang điện ( I qđ ) 
KQTN: Khi có hiện tượng quang điện thì I qđ phụ thuộc U AK theo đường đặc trưng V-A như hình vẽ 
T 
T’>T 
I bh 
U b 
I bh 
U b 
U h 
 v 
 mA 
 R 
 E 
 A 
 K 
 + 
 - 
TN3 : Kh ảo 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 
I bh 
U b 
I q đ 
O 
U AK 
I bh 
U b 
U h1 
U h2 
Caùc keát quaû chính cuûa thí nghieäm vaø nhaän xeùt : 
- Khi chieáu vaøo catot chuøm aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng ngaén thì trong maïch xuaát hieän doøng ñieän , ta goïi laø doøng quang ñieän . 
Doøng quang ñieän laø doøng chuyeån dôøi coù höôùng cuûa caùc electron quang ñieän döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng giöõa cathode vaø anode. 
Hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi aùnh saùng chieáu vaø cathode coù böôùc soùng nhoû hôn moät giaù trò naøo ñoù , goïi laø giôùi haïn quang ñieän . 
I bh2 
I bh1 
- U 
U 
0 
I 
** Ñoà thò bieåu dieãn söï phuï thuoäc giöõa I vaø U AK 
+ Khi U taêng , I taêng daàn ñeán giaù trò baõo hoøa I bh , goïi laø doøng ñieän baõo hoøa . 
Nhaän xeùt : 
+ Khi U = 0, I = 0 
+ Ñeå I trieät tieâu hoaøn toaøn ta phaûi ñaët giöõa 2 ñaàu A, K hieäu ñieän theá aâm U h , goïi laø hieäu ñieän theá haõm . 
Khi ñoù coâng cuûa ñieän tröôøng ñuùng baèng ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa caùc electron quang ñieän . 
2.Caùc ñònh luaät quang ñieän : 
Ñònh luaät quang ñieän thöù nhaát ( ñònh luaät veà giôùi haïn quang ñieän ): 
“ Ñoái vôùi moãi kim loaïi duøng laøm cathode coù moät böôùc soùng giôùi haïn xaùc ñònh goïi laø giôùi haïn quang ñieän cuûa kim loaïi ñoù ; 
Hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích nhoû hôn hoaëc baèng giôùi haïn quang ñieän ” 
b) Ñònh luaät quang ñieän thöù hai(ñònh luaät veà cöôøng ñoä doøng quang ñieän ): 
“ Ñoái vôùi moät aùnh saùnh thích hôïp , cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoøa tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích ” 
c)Ñònh luaät quang ñieän thöù ba(ñònh luaät veà ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa electron): 
“ Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc electron quang ñieän khoâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích maø chæ phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích ” 
Hiện Tượng Quang Điện 
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 
Hiện Tượng Quang Điện 
BÀI TẬP 
Hiện Tượng Quang Điện 
Giớ i hạn quang điện của mỗi kim loại là gì ?. 
Tìm câu tra ̉ 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 
HEÁT