Lý thuyết Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng hay, chi tiết nhất - Vật Lí lớp 12

Lý thuyết Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng hay, chi tiết nhất

Tài liệu Lý thuyết Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng hay, chi tiết nhất Vật Lí lớp 12 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Vật Lí lớp 12.

I) Hiện tượng quang điện.

     - Thí nghiệm chiếu ánh sáng từ hồ quang tới một tấm kẽm tích điện âm đang được nối với tĩnh điện kế.

     - Kết quả: góc lệch của tĩnh điện kế giảm, chứng tỏ miếng kẽm đã bị mất bớt electron.

     - Khái niệm: Hiện tượng ánh sáng làm bật electron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài.

II) Các định luật quang điện:

     - Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện)

     Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng 𝜆 nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ₀. λ₀ được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó.

     λ ≤ λ₀

     - Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa)

     Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (λ ≤ λ₀) cường độ dòng quang điện bão hòa tỷ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích.

     - Định luật quang điện thứ ba (định luật về động năng cực đại của quang electron)

     Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.

III) Thuyết lượng tử ánh sáng.

     - Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng.

     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. KH là ε, có giá trị bằng: ε=hf

     Trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ.

     h là hằng số Plăng h = 6,625.10^-34(J.s)

     - Thuyết lượng tử ánh sáng:

         +) Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây

         +) Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau và mang năng lượng ε = hf.

         +) Trong chân không phôtôn bay với tốc độ c = 3.10⁸(m/s) dọc theo các tia sáng. Phôtôn không bao giờ đứng yên

         +) Mỗi lần nguyên tử hấp thụ hay phát xạ ánh sáng thì chúng hấp thụ hay phát xạ một phôtôn.

     - Giải thích các định luật quang điện

         +) Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.

     Trong hiện tượng quan điện, phô tôn truyền toàn bộ năng lượng ε cho electron. Năng lượng này dùng để: Cung cấp năng lượng để electron thắng lực liên kết để bứt ra gọi là công thoát A

     Truyền cho electrton một động năng ban đầu W_đ.

     Truyền một phần năng lượng H cho mạng tinh thể.

     Khi electron ở ngay trên bề mặt thì H = 0 khi đó bảo toàn năng lượng ta có:

         +) Giải thích các định luật quang điện.

     Định luật quang điện thứ nhất:

     Theo (1) ta có:

     Định luật quang điện thứ hai:

     Cường độ dòng quang điện bão hòa I_bh ~ số electron bật ra n_e ~ số phôtôn chiều tới n_p ~ cường độ chùm sáng.

     Định luật quang điện thứ ba:

     Theo (1) ta có:

IV) Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng:

     - Có nhiều hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng như: nhiễu xạ, giao thoa, tán sắc,...

     - Cũng có nhiều hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có tích chất hạt như: hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên, tác dụng phát quang,...

     → Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chạt hạt hay ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt