Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng - Phạm Nguyễn Phong

Së gi¸o dơc - §µo t¹o 
 SãC TR¡NG 
nhiƯt liƯt chµo mõng c¸c thÇy - c« gi¸o 
vỊ dù héi THI gi¸o viªn d¹y giái tØnh SãC TR¡NG 
LÇN THø I 
 n¨m häc 2009- 2010 
Chĩc c¸c em häc sinh líp 12A 15 häc thËt tèt ! 
Gi¸o viªn thùc hiƯn : PH¹M NGUYƠN PHONG 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Sắp xếp các bức xạ : vàng , lục , đỏ , lam theo chiều giảm dần của bước sĩng ? 
Trả lời : Đỏ , vàng , lục , lam 
Trả lời : 
*Tia tư ngo¹i : là bức xạ khơng nhìn thấy cĩ bước sĩng ngắn hơn bước sĩng ánh sáng tím,trải dài từ 380nm đền vài nanơmet 
* TÝnh chÊt 
T¸c dơng lªn phim ¶ nh . 
KÝch thÝch sù ph¸t quang cđa nhiỊu chÊt . 
KÝch thÝch nhiỊu ph¶n øng ho¸ häc 
Lµm ion ho¸ chÊt khÝ vµ nhiỊu chÊt kh¸c . 
T¸c dơng sinh häc . 
BÞ thủ tinh , n­íc hÊp thơ m¹nh. 
* Nguån tia tư ngo¹i th«ng th­êng : 
	 Hồ quang điện,mỈt trêi,®Ìn h¬i thđy ng©n  
Tia tử ngoại là gì ? Nêu một số tính chất nổi bật của tia tử ngoại . Kể tên một vài nguồn phát tia tử ngoại ? 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
I. Hiện tượng quang điện 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
III. Thuyết lượng tử ánh sáng 
IV. Lưỡng tính sĩng - hạt của ánh sáng 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
I. Hiện tượng quang điện 
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện 
Heinrich Hertz (1857- 1894) 
Dụng cụ thí nghiệm 
 Đèn hồ quang 
- Tĩnh điện kế cĩ gắn tấm kẽm tích điện âm 
Các em xem đoạn phim sau 
phim 
- Chiếu một chùm sáng hồ quang vào tấm kẽm điện tích âm , góc lệch của kim tĩnh điện kế giảm đi , tấm kẽm mất điện tích âm . 
Zn 
_ 
Hồ quang 
Tĩnh điện kế 
- Thay tấm kẽm bằng tấm kim loại khác hiện tượng xảy ra tương tự 
- Như vậy ánh sáng hồ quang đã làm bật êlectron ra khỏi mặt tấm kẽm 
Zn 
+ 
Hồ quang 
Tĩnh điện kế 
-C 1 : Nếu tấm kẽm tích điện dương , góc lệch kim tĩnh điện kế không bị thay đổi ? Tại sao ? 
- Trả lời:Nếu thay tấm kẽm tích điện dương thì vẫn xảy ra hiện tượng quang điện , êlectron vẫn bị bật ra nhưng bị tấm kẽm hút trở lại ngay nên điện tích tấm kẽm không bị thay đổi.Do đó góc lệch của kim không bị thay đổi . 
2. Định nghĩa 
Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngồi ) 
 1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện 
I. Hiện tượng quang điện 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
Zn 
_ 
Hồ quang 
Tĩnh điện kế 
Tấm thủy tinh 
- Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng tấm thủy tinh dày thì hiện tượng trên sẽ không xảõy ra , vì sao ? 
- Chùm tia tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm . 
3. Tác dụng của tia tử ngoại đối với hiện tượng quang điện của kẽm 
phim 
- V ì thủy tinh hấp thụ rất mạnh tia tử ngoại 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
Đối với mỗi kim loại , ánh sáng kích thích phải cĩ bước sĩng λ ng ắn h ơ n hay b ằng gi ới h ạn quang đ i ện λ 0 c ủa kim lo ại đĩ m ới g â y ra được hi ện t ượng quang đ i ện 
ChÊt 
B¹c 
Đ ång 
KÏm 
Nh«m 
Canxi 
Natri 
Kali 
Xesi 
λ 0 ( μ m) 
0,26 
0,30 
0,35 
0,36 
0,75 
0,50 
0,55 
0,66 
I. Hiện tượng quang điện 
Bảng 30.1 Giới hạn quang điện của một số chất 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
III. Thuyết lượng tử ánh sáng 
1. Giả thuyết Plăng 
Max Planck (1858- 1947) 
2. Lượng tử năng lượng 
Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ cĩ giá trị hồn tồn xác định và bằng hf 
Trong đĩ f là tần số ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra 
 h là hằng số Plăng 
I. Hiện tượng quang điện 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
 Lượng năng lượng trên được gọi là lượng tử năng lượng 
III. Thuyết lượng tử ánh sáng 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng 
a) Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là các phơtơn 
b) Với mỗi ánh sáng đơn sắc cĩ tần số f, các phơtơn đều giống nhau , mỗi phơtơn mang năng lượng bằng hf 
c) Trong chân khơng , phơtơn bay với tốc độ c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng 
d) Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phơtơn 
Albert Einstein (1879- 1955) 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
I. Hiện tượng quang điện 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
4. Giải thích định luật về giới hạn quanh điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
Hiện tượng quang điện xảy ra do electron trong kim loai hấp thụ phơtơn của ánh sáng kích thích 
Muốn electron bứt khỏi mặt kim loại thì năng lượng của phơtơn ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng cơng thốt 
Đặt 
Ta cĩ 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
I. Hiện tượng quang điện 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
III. Thuyết lượng tử ánh sáng 
IV. Lưỡng tính sĩng - hạt của áng sáng 
Ánh sáng vừa cĩ tính chất sĩng vừa cĩ tính chất hạt 
Dù ánh sáng thể hiện tính chất nào thì ánh sáng vẫn cĩ bản chất điện từ 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
I. Hiện tượng quang điện 
II. Định luật về giới hạn quang điện 
III. Thuyết lượng tử ánh sáng 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
VẬN DỤNG 
Câu 1. Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện 
 Electron bứt ra khỏi mặt kim loại khi bị nung nĩng 
B. Electron bứt ra khỏi kim loại khi cĩ ion đập vào 
C. Electron bị bật ra khỏi nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác 
D. Electron bị bật ra khỏi kim loại khi bị chiếu sáng 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
VẬN DỤNG 
Dùng bảng 30.1 để trả lời các câu 2 và 3 
ChÊt 
B¹c 
Đ ång 
KÏm 
Nh«m 
Canxi 
Natri 
Kali 
Xesi 
λ 0 ( μ m) 
0,26 
0,30 
0,35 
0,36 
0,75 
0,50 
0,55 
0,66 
Câu 2. Ánh sáng cĩ bước sĩng 0,75 μ m cĩ thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất nào dưới đây 
A. Canxi .	B. Natri .	 C. Kali.	 D. Xesi 
A. Canxi . 
Câu 3. Chiếu một ánh sáng đơn sắc vào một tấm đồng.Hiện tượng quang điện sẽ khơng xảy ra nếu ánh sáng cĩ bước sĩng 
A. 0,1 μ m	B. 0,2 μ m	C. 0,3 μ m	D. 0,40 μ m 
D. 0,40 μ m 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
VẬN DỤNG 
Câu 4. 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 
Câu 5. Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μ m. Cho 1eV = 1,6.10 -19 J. Cơng thốt của electron ra khỏi kẽm tính theo eV là 
A. 5,68 eV 	B. 2,89 eV 	C. 3,55 eV 	D. 4,63 eV 
C 3,55 eV 
HƯỚNG DẪN HỌC TẬP Ở NHÀ 
Bài tập các bài trong SBT : 
	 bài 30.1 đến 30.11 trang 47 
	 Chuẩn bị bài 31 
Bài 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. 
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
Chân thành cảm ơn các thầy cơ và các em