Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Hiện tượng quang điện (Bản hay)

Chương VIII- Lượng tử ánh sáng    49 . Hiện tượng quang điện 
4/26/2022 
1 
I- Thí nghiệm Hecxơ 
0 
Zn - 
e 
- 
- 
- 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
0 
- 4 
Điện nghiệm 
4/26/2022 
2 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
I- Thí nghiệm Hecxơ 
0 
Zn - 
0 
e 
e 
- 
- 
- 4 
AS 
Điện nghiệm 
4/26/2022 
3 
Hiện tượng 
Khi chiếu ánh sáng do một hồ quang điện vào một tấm kẽm tích điện âm, gắn trên một điện nghiệm, Hecxơ nhận thấy 2 lá điện nghiệm cụp lại. Điều này chứng tỏ tấm kẽm đã mất điện tích âm. (mất các electron ở bề mặt) 
Hiện tượng trên cũng đúng khi thay tấm kẽm bằng tấm đồng, hoặc nhôm. 
4/26/2022 
4 
Khái niệm Hiện tượng quang điện 
Khi chiếu một chùm sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào mặt kim loại thì nó làm cho electron ở mặt kim loại đó bị bật ra. Đó là hiện tượng quang điện. 
Các electron bị bật ra gọi là các electron quang điện. 
4/26/2022 
5 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
I- Thí nghiệm Hecxơ 
0 
Zn - 
0 
e 
e 
- 
- 
- 4 
AS 
Điện nghiệm 
Electron quang điện 
Electron quang điện 
4/26/2022 
6 
Nếu chắn tia tử ngoại từ hồ quang điện đến tấm kẽm bằng một bản thuỷ tinh không màu, thì các electron không bật ra khỏi bề mặt kim loại (vì thuỷ tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại) 
Nếu ban đầu tấm kẽm tích điện dương thì hiện tượng trên không xảy ra (ví các electron bị bật ra lập tức bị hút trở lại, nên điện tích trên tấm kẽm không thay đổi). 
4/26/2022 
7 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
0 
Zn - 
0 
e 
+ 
- 
+ 
- 4 
AS 
Điện nghiệm 
G 
4/26/2022 
8 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
0 
Zn + 
0 
e 
+ 
- 
+ 
4 
AS 
Điện nghiệm 
4/26/2022 
9 
II- Thí nghiệm với tế bào quang điện 
Mô tả thí nghiệm: 
- 	 Tế bào quang điện là một bình chân không nhỏ, trong đó có 2 điện cực: 
	+ anôt A : là một vòng dây kim loại 
	+ catot K : có dạng một chỏm cầu bằng kim loại, phủ ở thành trong của bình và có chừa một lỗ cho ánh sáng lọt qua. 
á nh sáng từ hồ quang được chiếu qua kính lọc sắc F để lọc lấy một thành phần đơn sắc nhất định chiếu vào catốt K 
Hiệu điện thế Uak giữa anốt A và catốt K được thiết lập nhờ bộ nguồn E và được đo bằng vôn kế V (độ lớn và dấu của Uak có thể thay đổi được), G là một miliampe kế nhạy dùng để đo cường độ dòng điện chạy trong tế bào quang điện. 
4/26/2022 
10 
b. Thí nghiệm và các kết quả chính (5) 
C 
E 
K 
A 
1- Dòng quang điện: khi chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng ngắn, thì trong mạch xuất hiện một dòng điện, gọi là dòng quang điện. Dòng quang điện là dòng các electron quang điện bay từ catốt sang anốt dưới tác dụng của điện trường và có chiều từ anốt sang catốt 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
F 
V 
G 
4/26/2022 
11 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng 0 
F 
2- Về bước sóng ánh sáng: 
V 
G 
4/26/2022 
12 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng >0 
F 
2- Về bước sóng ánh sáng: Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ánh sáng nhỏ hơn một giới hạn  0 nào đó thì mới gây ra hiện tượng quang điện. (Nếu ánh sáng kích thích có bước sóng > 0 thì dù ánh sáng rất mạnh cũng không gây ra hiện tượng quang điện ) 
2- Về bước sóng ánh sáng: 
V 
G 
4/26/2022 
13 
3- Đường đặc trưng Vôn-Ampe: Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ dòng quang điện I phụ thuộc vào hiệu điện thế Uak theo hình biểu diễn 1 trên hình. Đường này được gọi là đường đặc trưng Vôn-Ampe của tế bào quang điện. Đường đặc trưng Vôn-Ampe có đặc điểm: 
Khi Uak>0: bắt đầu tăng, khi Uak tăng đến một giá trị nào đó thì I đạt tới giá trị I bh , sau đó U ak tiếp tục tăng nhưng I không tăng nữa. 
Khi Uak<0 : dòng quang điện I không triệt tiêu ngay, Phải đặt giữa A và K một hiệu điện thế U h nào đó thì I mới triệt tiêu hoàn toàn. U h được gọi là hiệu điện thế hãm. 
P1 
P2 
Uak 
Uh 
1 
2 
Ibh 
0 
I 
Đường đặc trưng Vôn-Ampe 
4/26/2022 
14 
4- Về độ lớn của Ibh : Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích 
5- Về độ lớn của Uh : Thí nghiệm cho thấy giá trị hiệu điện thế Uh ứng với mỗi kim loại dùng lam catốt hoàn toàn không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của chùm sáng kích thích đó. 
Uak 
Uh 
1 
2 
Ibh 
0 
I 
Đường đặc trưng Vôn-Ampe 
P1 
P2 
4/26/2022 
15 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
F 
Cường độ chùm sáng bình thường 
V 
G 
Hình mô tả sự phụ thuộc của dòng quang điện bão hoà vào cường độ chúm sáng 
4/26/2022 
16 
Cường độ chùm sáng mạnh 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
F 
V 
G 
Hình mô tả sự phụ thuộc của dòng quang điện bão hoà vào cường độ chúm sáng 
4/26/2022 
17 
Hình mô tả về hiệu điện thế hãm U h 
 Uak=0 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
F 
V 
4/26/2022 
18 
Hình mô tả về hiệu điện thế hãm U h 
 Uak<0, 
Uak=U h 
C 
E 
K 
A 
L 
á nh sáng 
Hồ quang điện 
F 
V 
4/26/2022 
19 
Kiến thức cần chú ý 
Khái niệm về Hiện tượng quang điện và dòng quang điện 
Khái niệm dòng quang điện bão hoà I bh , hiệu điện thế hãm U h 
Đường đặc trưng Vôn-Ampe 
4/26/2022 
20 
Bài học của chúng ta đến đây là kết thúc. 
 Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đã chăm chú lắng nghe. 
4/26/2022 
21