Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 51, Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng - Trường THPT Quang Trung

Trường THPT Quang TrungTổ Lý 
Bài 30 
Hiện tượng quang điện. 
Thuyết lượng tử ánh sáng 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
NỘI DUNG 
a. Dụng cụ 
Tấm kẽm Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
Nguồn hồ quang 
Tĩnh điện kế 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
b. Tiến hành thí nghiệm 
Zn 
- - - - - - - 
 - - - - - - - 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài) 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
G 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
Zn 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
Zn 
G 
- - - - - - - - - 
- - - - - - - - - 
THÍ NGHIỆM CỦA HECXƠ VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NĂM 1887 
Chiếu một chùm sáng do một hồ quang phát ra vào tấm kẽm tích điện âm gắn trên điện nghiệm, ta thấy góc lệch của kim điện kế chứng tỏ tấm kẽm đã mất điện tích 
Nếu dùng tấm thuỷ tinh chắn chùm tia hồ quang thì hiện tượng trên không xảy ra do thuỷ tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại 
Nếu tấm kẽm tích điện dương thì không có hiện tượng gì xảy ra 
Hiện tượng trên cũng xảy ra tương tự nếu thay tấm kẽm bằng các tấm đồng, nhôm, bạc, niken v.v 
Từ nhiều thí nghiệm tương tự ta đi đến kết luận : Khi chiếu chùm sáng kích thích(có bước sóng ngắn) vào một tấm kim loại thì nó làm cho các electron tự do ở mặt kim loại đó bị bật ra. Đó là hiện tượng quang điện. Các electron bị bật ra ta gọi là electron quang điện 
Nêu một số nhận 
 xét về kết quả 
TN của Hecxơ 
Vậy điều kiện để hiện tượng quang 
 điện xảy là gì? 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. 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 λ 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện. 
0 
l 
l 
£ 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
	 Lượng năng lượng mà mỗi 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 ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số. 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
Lượng tử năng lượng 
	 ε = hf 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
2. Lượng tử năng lượng: 
h: hằng số Plăng 
	 h = 6,625.10 -34 J.s 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
	- Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
2. Lượng tử năng lượng: 
	- Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf. 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng: 
	- Trong chân không, phôtôn bay với vận tốc c = 3.10 8 m/s dọc theo các tia sáng. 
	- Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn. 
	Không có phôtôn đứng yên. 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
	-Theo Anh-xtanh: hiện tượng quang điện xảy ra do sự hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích bởi electron trong kim loại => mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho 1 electron. Muốn cho electron bứt ra khỏi bề mặt kim loại phải cung cấp cho nó 1 công để thắng các liên kết. Công này được gọi là công thoát (A). 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
2. Lượng tử năng lượng: 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng: 
4. Giả thuyết định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
2. Lượng tử năng lượng: 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng: 
4. Giả thuyết định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
Đặt 
 : giới hạn quang điện 
xảy ra HTQĐ 
 I. KHÁI NIỆM VỀ HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN 
1. Thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện 
2. Định nghĩa 
NỘI DUNG 
 II. ĐỊNH LUẬT VỀ GiỚI HẠN QUANG ĐIỆN 
 III. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG 
1. Giả thuyết Plăng 
2. Lượng tử năng lượng: 
3. Thuyết lượng tử ánh sáng: 
4. Giả thuyết định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng 
IV. LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA SÓNG ÁNH SÁNG 
	- Các hiện tượng: giao thoa ánh sáng, nhiễu xạ, tán sắc cho biết ánh sáng có tính chất sóng. 
	 Chú ý: 
Dù ánh sáng có tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ. 
	ánh sáng có tính chất sóng-hạt. 
	- Các hiện tượng: quang điện, quang điện trong, phát quang cho biết ánh sáng có tính chất hạt. 
Củng cố 
1.Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện? 
A. Electron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng. 
B. Electron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào. 
C. Electron bị bật ra khỏi một nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác. 
D. Electron bị bật ra khỏi mặt kim loại khi bị chiếu sáng. 
	Chiếu một ánh sáng đơn sắc vào một tấm đồng. Hiện tượng quang điện sẽ không xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng 
A. 0,1 μ m 
B. 0,2 μ m 
C. 0,3 μ m 
D. 0,4 μ m 
	Ánh sáng có bước sóng 0,75 μ m có thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất nào dưới đây? 
A. Canxi 
C. Kali 
D. Xesi 
B. Natri 
Về nhà 
- Học bài. 
- Làm bài tập 12 và 13- Sgk/158 
Bài học kết thúc