Bài 30: Hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng

1. Hiện tượng quang điện

a. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện

  • Chiếu một chùm sáng do hồ quang phát ra vào tấm kim loại tích điện âm thì tấm kim loại bị mất điện tích âm.

  • Các thí nghiệm cho thấy, ánh sáng hồ quang đã làm bật electron ra khỏi mặt tấm kẻm.

b. Định nghĩa

c. Bức xạ tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm

  • Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng bằng một tấm thủy tinh dày (thủy tinh hấp thụ mạnh các tia tử ngoại) thì hiện tượng quang điện không xảy ra. Điều đó chứng tỏ rằng các bức xạ tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẽm, còn ánh sáng nhìn thấy được thì không.

READ:  Giáo án môn Giáo dục Quốc phòng lớp 10 bài 1

2. Định luật về giới hạn quang điện

  • Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó mới gây ra được hiện tượng quang điện: 

(lambda leq lambda _0)

3. Thuyết lượng tử ánh sáng

a. Giả thuyết Plăng

  • Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf. 

  • Trong đó f là tần số của của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số.

b. Lượng tử năng lượng.

Năng lượng mà nguyên tử hoặc phân tử hấp thụ hay phản xạ hoàn toàn xác định là h.f”

Trong đó: (varepsilon = h.f) : lượng tử năng lượng.

Với:  f: tần số của ánh sáng đơn sắc
       h = (6,625.10^{-34}) J: hằng số Plăng

c. Thuyết lượng tử ánh sáng 

  • Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

  • Với 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 = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.

  • Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.

  • Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên

d. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 

(hf=frac{hc}{lambda }geq A=frac{hc}{lambda_0 })

READ:  Cây tre Việt Nam - Thép Mới - Soạn văn siêu ngắn

→ (lambda leq lambda _0)

Với (lambda _0=frac{hc}{A})  chính là giới hạn quang điện của kim loại.

4. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng

  • Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.

  • Ánh sáng có bản chất điện từ.

Bài 1

Một nguồn sáng chỉ phát ra ánh sáng đơn sắc có f = (5.10^{14}) Hz. Số phôtôn nguồn phát ra trong mỗi giấy bằng (3.10^{19}) hạt. Tìm công suất bức xạ của nguồn?

Hướng dẫn giải

Ta có: 
(P = N. varepsilon = N. h. f)

(begin{array}{*{20}{l}}
{ Rightarrow P = {{3.10}^{19}}.6,{{625.10}^{ – 34}}{{.5.10}^{14}}}\
{ = 9,9375W}
end{array})

Bài 2

Chiếu chùm bức xạ có bước sóng 0,18 (mu)m vào bề mặt một miếng kim loại có giới hạn quang điện 0,3 (mu)m. Cho rằng năng lượng của mỗi phôtôn được dùng để cung cấp công thoát electron phần còn lại biến hoàn toàn thành động năng. Tìm vận tốc cực đại của các electon?

Hướng dẫn giải

(begin{array}{l}
lambda  = 0,18mu m = 0,{18.10^{ – 6}}m;;\
{lambda _0} = 0,3mu m = 0,{3.10^{ – 6}}m
end{array})

(begin{array}{l}
{v_{0;max}} = sqrt {frac{{2hc}}{m}left( {frac{1}{lambda } – frac{1}{{{lambda _0}}}} right)} \
 Rightarrow {v_{0;max}} = sqrt {frac{{2.6,{{625.10}^{ – 34}}{{.3.10}^8}}}{{9,{{1.10}^{ – 31}}}}left( {frac{1}{{0,{{18.10}^{ – 6}}}} – frac{1}{{0,{{3.10}^{ – 6}}}}} right)} \
 = 9,{85.10^5};m/s
end{array})

Bài 3:

Chiếu một bức xạ có (lambda = 0,14 mu m) vào một quả cầu bằng đồng có công thoát A = 4,57eV đặt cô lập về điện. Tìm điện thế cực đại của quả cầu?

Hướng dẫn giải

• (A=4,57eV=4,57.1,6.10^{-19}=7,312.10^{-19} J)
• Giới hạn quang điện: (lambda _0 = frac{hc}{A})
(Rightarrow lambda _0 = frac{6,625.10^{-34}.3.10^8}{7,312.10^{-19}} = 0,27 mu m)
(lambda = 0,14 mu m

READ:  Quan sát hình 18.1, 2, 3, thảo luận, trả lời các câu hỏi sau: Để mở vỏ

 (left |e right |.v_{max}=E_{d_{max}}) = (frac{hc}{lambda }) – A 

(begin{array}{l}
 Rightarrow {V_{max}} = left( {frac{{hc}}{lambda } – A} right).frac{1}{{|e|}}\
 = left( {frac{{6,{{625.10}^{ – 34}}{{.3.10}^8}}}{{0,{{14.10}^{ – 6}}}} – 7,{{312.10}^{ – 19}}} right).frac{1}{{1,{{6.10}^{ – 19}}}}
end{array})
(Rightarrow V_{max} = 4,3 (V))

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Đáp án

Khuyễn Mãi Hot

Bài viết hay nhất

Hno3 Loãng Không Tác Dụng Với Kim Loại Nào, Khi Kim Loại Tác Dụng Với Hno3:
Hno3 Loãng Không Tác Dụng Với Kim Loại Nào, Khi Kim Loại Tác Dụng Với Hno3:
Tính Hóa Trị Của Nhóm So3 Hóa Trị Mấy, Brom Hóa Trị Mấy
Tính Hóa Trị Của Nhóm So3 Hóa Trị Mấy, Brom Hóa Trị Mấy
Câu hỏi trắc nghiệm Atlat Địa lý Việt Nam trang 4, 5 (Có đáp án) – Bài tập trắc nghiệm Atlat Địa lý trang 4, 5 | Lize.vn
Viết đoạn văn kể lại giây phút gặp lại người thân sau bao ngày xa cách kết hợp yếu tố miêu tả và biểu cảm – 7 Bài Văn mẫu lớp 8 hay nhất | Lize.vn
Cho Các Chất Sau: H3Po4 Là Chất Điện Li Mạnh Hay Yếu, Chất Nào Sau Đây Là Chất Điện Li Yếu
Cho Các Chất Sau: H3Po4 Là Chất Điện Li Mạnh Hay Yếu, Chất Nào Sau Đây Là Chất Điện Li Yếu
Kể lại việc em nhận được một món quà bất ngờ trong ngày sinh nhật – Bài văn mẫu lớp 8 | Lize.vn
Công Thức Cấu Tạo Của Glucozo, Glucozơ, Trắc Nghiệm Hóa Học Lớp 12
Công Thức Cấu Tạo Của Glucozo, Glucozơ, Trắc Nghiệm Hóa Học Lớp 12
Công Thức Tính Nguyên Tử Khối Trung Bình, Nguyên Tử Khối
Công Thức Tính Nguyên Tử Khối Trung Bình, Nguyên Tử Khối
Các Công Thức Tính Điện Lượng Lớp 11, Công Thức Vật Lý Lớp 11
Các Công Thức Tính Điện Lượng Lớp 11, Công Thức Vật Lý Lớp 11
Công Thức Nổ Bỏng Gạo Ngon, Nhớ Lắm Mùa Nổ Bỏng Quê Hương Hải Hậu
Công Thức Nổ Bỏng Gạo Ngon, Nhớ Lắm Mùa Nổ Bỏng Quê Hương Hải Hậu
Để Phân Biệt Hcl Và H2So4 Là:, Nêu Cách Nhận Biết Hcl, H2So4, Na2So4
Để Phân Biệt Hcl Và H2So4 Là:, Nêu Cách Nhận Biết Hcl, H2So4, Na2So4
Khái Niệm Và Công Thức Tính Lực Căng Dây Lớp 10, Vật Lý 10 Công Thức Tính Nhanh
Khái Niệm Và Công Thức Tính Lực Căng Dây Lớp 10, Vật Lý 10 Công Thức Tính Nhanh
Dung Dịch Cucl2 Có Màu Gì – Màu Một Số Kết Tủa Và Dung Dịch Thường Gặp
Dung Dịch Cucl2 Có Màu Gì – Màu Một Số Kết Tủa Và Dung Dịch Thường Gặp
Kể lại truyện Tấm Cám theo lời của nhân vật Tấm – Bài văn mẫu lớp 10 đạt điểm cao | Lize.vn
Ch3Coona Hcl + Ch3Coona – Ch3Coona + Hcl → Ch3Cooh + Nacl
Ch3Coona Hcl + Ch3Coona – Ch3Coona + Hcl → Ch3Cooh + Nacl