Hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng hay chi tiết nhất
Hiện tượng quang điện, các định luật quang điện, thuyết lượng tử ánh sáng, giải thích các định luật quang điện, lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng,..
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về bài hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng. Nghe những thuật ngữ trên có vẻ rất khoa học, rất gì và này nọ đúng không nào! Vậy thì hiện tượng quang điện là gì? Thế nào là thuyết lượng tử ánh sáng? Tất cả đã được HocThatGioi giải đáp tất tấn tật trong bài viết dưới đây rồi đấy. Các bạn cứ tham khảo thoải mái nhé!
1. 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.
2. Các định luật quang điện
Có 3 định luật quang điện mà các bạn cần lưu ý:
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 \lambda nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ_0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó: λ ≤ λ_0
Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa)
Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (λ ≤ λ_0) 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.
3. Thuyết lượng tử ánh sáng.
3.1 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. Kí hiệu 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)
3.2 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 = 3.10^8(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.
3.3 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:
hf=A+\frac{mv_{0max}^2}{2}(1).
3.4 Giải thích các định luật quang điện.
Định luật quang điện thứ nhất:
Theo (1) ta có:
hf \geqslant A \Leftrightarrow h \frac{c}{\lambda}\geqslant A.
Hay \lambda \leqslant \lambda_0 với \lambda_0=\frac{hc}{A}
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: \frac{mv_{0max}^2}{2}=hf-A \Leftrightarrow W_đ \in \lambda , A
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 hạt
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi về Hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng hay chi tiết nhất. Nếu các bạn thấy hay và bổ ích, hãy chia sẻ cho bạn bè của mình để cùng nhau học thật giỏi nhá. Đừng quên để lại 1 like, 1 cmt để tạo động lực cho HocThatGioi và giúp HocThatGioi ngày càng phát triển hơn nhé! Chúc các bạn học thật tốt!
