- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
PLĂNG (Max Planck, 1858 – 1947, nhà vật lí người Đức, giải Nô-ben năm 1918)ANH-XTANH (Albert Einstein, 1879- 1955, nhà vật lí người Đức, giải Nô-ben năm 1921)Hãy tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đỏ có bước sóng 2 = 0,75 um.Chùm sáng có cường độ nhỏ nhất mà mắt ta còn nhìn thấy được chứa khoảng 100 phôtôn. Vì vậy, khi nhìn một vật, mắt ta không phát hiện được các thăng giáng của cường độ sáng do tính gián đoạn của phôtôn gây ra.2261. Thuyết lượng tử ánh sáng a) Giả thuyết lượng tử năng lượng của PlăngNăm 1900, nhà vật lí Plăng đã đề xướng giả thuyết về lượng tử năng lượng nhằm giải thích sự phát và hấp thụ bức xạ của các vật, đặc biệt là các vật nóng sáng (bức xạ nhiệt).Theo Plăng thì lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi là lượng tử năng lượng. Lượng tử năng lượng, kí hiệu 8, có giá trị bằng :e = hf (44.1)trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra: h là một hằng số, gọi là hằng số Plăng, h = 6,625.10-34 J.s.Giả thuyết Plăng đã được nhiều sự kiện thực nghiệm xác nhận là đúng và là cơ sở của một thuyết vật lí mới : thuyết lượng tử.b) Thuyết lượng tử ánh sáng. PhôtônNăm 1905, để giải thích hiện tượng quang điện, nhà bác học Anh-xtanh, đã phát triển giả thuyết của Plăng lên một bước và đề xuất thuyết lượng tử ánh sáng. Thuyết lượng tử ánh sáng (còn gọi là thuyết phôtôn) có nội dung cơ bản như sau :1. Chùm ánh sáng là một chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định e = h.f (f là fẩn số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.8-VL12NC-B 2. Phán tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay háp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay háp thụ phốfôn. 3. Các phỏfôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c=3.10^ m/s trong chân không. Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng hiểu phôtôn do rất nhiề ử, phân tử phát ra. Vì vậy ۔۔۔۔ ta nhìn thấy chùm sáng liên tục. 2. Giải thích các định luật quang điện a) Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện Anh-xtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra là do êlectron trong kim loại hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích. Phôtôn bị hấp thụ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho êlectron. Năng lượng 8 này được dùng để: – Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là Công thoát, để êlectron thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại: – Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu; – Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể. Nếu êlectron này nằm ngay trên lớp bề mặt kim loại thì nó có thể thoát ra ngay mà không mất năng lượng truyền cho mạng tinh thể. Động năng ban đầu của êlectron nàycó giá trị cực đại2 Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng, ta có:2 hf = A + “guas(44.2)Đó là công thức Anh-\tanh về hiện tượng quang điện.b). Giải thích các định luật quang điện– Định luật thứ nhất. Theo công thức (44.2), muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra, nghĩa là muốn cho êlectron bật ra khỏi bề mặt kim loại dùng làm catôt, thì phôtôn của chùm sáng chiếu vào catôt phải có năng lượng lớn hơn,Chú ý rằng, phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.Trong chùm sáng màu đỏ có mấy loại phôtôn ?Giải thích tại sao các êlectron nằm trong khối kim loại lại có động năng ban ddukh bứt ra) nhỏTT)V6,maxhon227Vận dụng công thức (442), hãy giải thích định luật quang điện thứ ba.Sóng và hạt có đặc điểm gì khác biệt nhau ?Lưỡng tính sóng – hạt được phát hiện đầu tiên ở ánh sáng, về sau lại được phát hiện ở các hạt vi mô, như electron, prôtôn. nói: lưỡng tính sóng – hạt là tính chất tổng quát của mọi vật. Tuy nhiên, với các vật có kích thước thông thường, phép tính cho thấy sóng tương ứng với chúng có bước sóng quá nhỏ, nên tính chất sóng của chúng khó phát hiện ra.228hoặc ít nhất phải bằng công thoát A, nghĩa là phနှု၊ cό hf> A hay h>A. Tu d6, Suy raλςλο νό – Bước sóng Âu chính là giới hạn quang điện của kim loại làm catôt. – Định luật thứ hai. Cường độ của dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với số quang êlectron bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số quang électron bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian lại tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ của chùm sáng tới. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hoà tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt.3. Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sánga) Để giải thích các hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ (chương VI), ta đã thừa nhận ánh sáng nhìn thấy có tính chất sóng. Ngoài ra, ta cũng thấy rằng tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X có cùng bản chất với ánh sáng thông thường. Ánh sáng là sóng điện từ.Thế nhưng, để giải thích hiện tượng quang điện, ta lại phải thừa nhận rằng chùm sáng là một chùm các phôtôn.Như vậy, ánh sáng vừa có tính chất sóng, Pừa có tính chất hạt. Người ta nói rằng, ánh sáng có lưỡng fính sống – hạf.b) Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rõ một trong hai tính chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rõ, thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại.Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng lớn thì tính chất hạt thể hiện càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, ở tác dụng phát quang…, còn tính chất sóng càng mờ nhạt. Trái lại, sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtÔn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ, thì tính chất sóng lại thể hiện rõ hơn (ở hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc,…), còn tính chất hạt thì mờ nhạt.2. CÂU HÖ!1. Trình bày nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng. 2. Giải thích các định luật quang điện bằng thuyết lượ 3. Thế nào là lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng ?37 BằI TÂP1Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của A. mọi êlectronB. mọi nguyên tửC, phân tử mọi chấtD, một chùm sáng đơn sắc phải luôn luôn bằng một số nguyên lần lượng tử năng lượng. Theo thuyết phÔtôn của Anh-Xtanh, thì năng lượng A. của mọi phôtÔn đều bằng nhau. B. của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng. C. giảm dần, khi phÔtôn Càng rời Xa nguồn. D. của phôtôn không phụ thuộc bước sóng.2.3.. Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện là 1A. hf = hf = 3mvi + A. B. hf = ma +A. C 1 C C 1.2 с h = இாமே – A. D. “-“-nl: l Aخار 40 ܚܓܝܓ݂ܳ l As a la –Biết giới hạn quang điện của natri là 0,50 tum, hãy tỉnh Vận 6 ban đầu Cực đại của các quang êlectrOn,– ܣܓܝ ܢܚܬܥܝ ܓ ܢܝ .”. ܓܝܬ ܓܝ ܬܐ5. Chiếu và ột tế bào quang điện mộ gcób Ông 0.330 pum. Biết rằng để triệt tiêu dòng quang điện, phải đặt một hiệu điện thế hãm bằng 1,38 V giữa anôt và catôt. Hãy xác định công thoát “.ܫ ܓܝLܓܝܓܚ-ܬܚܓܝ Lܓܝܪ Aܘܶ L1 ܚܓܝܪ ại và giới hạn quang điện của kim loại là229