Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Quang phổ. Hiện tượng quang điện ngoài

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM 
Quang phổ 
Hiện tượng quang điện ngoài 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Giá thí nghiệm ( kích thước 
(450x800)mm) 
Nguồn sáng (12V – 21W) 
Lăng kính 
Màn chắn,Màn quan sát 
Dụng cụ phát hiện tia hồng 
ngoại , tia tử ngoại ( gồm quang 
trở và bộ khuếch đại ) 
Biến thế nguồn 
Điện kế chứng minh 
Dây nối 
Dụng cụ 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Hiện tượng tán sắc ánh sáng 
Cấp điện 12 V cho nguồn sáng 
Chỉnh cho chùm sáng hội tụ trước khi qua lăng kính 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
 Ánh sáng đơn sắc 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Tồng hợp ánh sáng 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại , tử ngoại 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại , tử ngoại 
 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 
Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại , tử ngoại 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
Cấp điện 220V cho đèn và mạch . 
Mắc nối tiếp điện trở 220K  với thang đo 10V của vôn kế để chuyển thành thang đo 50V. 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
Dụng cụ 
Tế bào quang điện ( loại 
chân không , catốt phủ chất 
nhạy quang Sb-Ce ) 
Nguồn sáng (220V – 32W, 
điều chỉnh cường độ được ) 
Hộp chân đế ( kích thước 
280x100x44)mm, có gắn biến 
 thế nguồn - điện áp đầu vào 
220V, điện áp đầu ra tối đa 
50V/100mA) 
Kính lọc sắc ( 3 tấm : 
đỏ , lục , lam) 
Điện kế chứng minh ) 
Dây nối 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
Cấp điện 220V cho mạch và đèn . Điều chỉnh cho kim điện kế G chỉ vạch 0. 
Mắc điện kế G vào mạch . 
Điều chỉnh cho kim của vôn kế chỉ số 0. Mắc vôn kế vào mạch . 
Công tắc đảo chiều điện áp đặt vào anod và catod để ở vị trí thuận . 
Điều chỉnh để điện áp =0V. 
Xoay nút vặn để điều chỉnh độ sáng của đèn cho đến khi có dòng quang điện khoảng 20  A.. 
Đặt tấm chắn màu đỏ chắn chùm tia chiếu vào tế bào quang điện , ta thấy hầu như không có dòng quang điện . Đặt tấm chắn màu lục , ta thấy có dòng quang điện nhỏ . Đặt tấm chắn màu lam, ta thấy có dòng quang điện lớn hơn . 
Điều đó chứng minh : 
Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng  o.  o được gọi là giới hạn quang điện của kim loại . 
1) Định luật về giới hạn quang điện 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
Mắc nối tiếp điện trở phụ Rp = 220k  với thang đo 10V của vôn kế để chuyển nó thành thang đo 50V. Công tắc cấp điện cho mạch ở vị trí thuận . 
Đặt tấm chắn màu lam, điện áp anod – catod 0V, chỉnh độ sáng bóng đèn vừa phải để có dòng quang điện . Tăng điện áp anod – catod lên , ta thấy dòng quang điện tăng theo , nhưng đến trị số khoảng 15 – 20V dòng quang điện không tăng nữa . Ta nói dòng quang điện đã bảo hòa . 
Tăng cường độ chiếu sáng , tiến hành thí nghiệm tương tự , ta thấy dòng bảo hòa bây giờ lớn hơn lúc trước . Từ đó có kết luận : 
Đối với mỗi ánh sáng thích hợp , cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm ánh sáng kích thích . 
2) Định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa 
THÍ NGHIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 
Định luật về động năng ban đầu cực đại quang electron 
- Chỉnh điện thế về 0V. Gạt công tắc về phía nghịch để anot của tế bào quang điện với cực -, catốt với cực dương của nguồn điện . 
Dùng kính lọc màu lam để lọc nguồn sáng . Chuyển vôn kế sang thang đo 2.5V.chỉnh nguồn sáng có độ sáng lớn nhất . Quan sát giá trị của cường độ dòng quang điện I 0 ứng với điện thế 0V. 
Tăng dần điện thế âm của điện áp đặt vào 2 cực của tế bào quang điện cho tới khi kim điện kế chỉ vạch 0. Quan sát điện thế U lúc này . U được gọi là hiệu điện thế hãm đối với quang electrôn . 
Giảm bớt độ sáng của đèn,ta thấy Uh vẫn không đổi . 
Thay kính lọc màu lam bằng màu lục , thực hiện thí nghiệm tương tự như trên , ta thấy khi U=0V, I 0 nhỏ hơn đối với trường hợp trên và khi kim điện kế chỉ vạch 0, điện áp U nhỏ hơn thí nghiệm trước . 
- Điều đó chứng minh rằng động năng ban đầu cực đại phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích nhưng không phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích . 
NGUỒN SÁNG 
MÀN CHẮN 
LĂNG KÍNH 
DỤNG CỤ PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TỬ NGOẠI