LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. HIỆN
TƯỢNG
QUANG
ĐIỆN.
THUYẾT
LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. HIỆN
TƯỢNG
QUANG
ĐIỆN.
THUYẾT
LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG

2. ỨNG
DỤNG
THUYẾT
LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. HIỆN
TƯỢNG
QUANG
ĐIỆN.
THUYẾT
LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG

2. ỨNG
DỤNG
THUYẾT
LƯỢNG TỬ
ÁNH SÁNG

3. MẪU
NGUYÊN
TỬ BO

BÀI 30. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN. THUYẾT
LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

• Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
• Hiện tượng quang điện

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

•
•
•
•

Giả thuyết Plăng
Lượng tử năng lượng
Nội dung thuyết lượng tử ánh sáng
Giải thích định luật về giới hạn quang điện

LƯỠNG TÍNH SÓNG - HẠT CỦA ÁNH SÁNG

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
a) Thí nghiệm
* Dụng cụ:
- Tĩnh điện kế - điện nghiệm
- Tấm kẽm nhiễm điện âm
- Đèn hồ quang – nguồn phát tia
tử ngoại
- Tấm thuỷ tinh.

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
* Tiến hành
Nhiệm vụ:
- Học sinh quan sát video thí nghiệm, mô tả hiện tượng quan sát được
khi chiếu đèn tử ngoại vào tấm kim loại và ghi lại kết quả thí nghiệm
vào vở trong hai trường hợp:
+ TN1: Chiếu trực tiếp đèn tử ngoại vào tấm kim loại.
+ TN2: Dùng tấm thuỷ tinh để chắn ánh sáng từ đèn tử ngoại.
- Thảo luận theo nhóm để:
+ Giải thích hiện tượng quan sát được ở thí nghiệm 1.
+ So sánh sự khác nhau của hai thí nghiệm (ánh sáng chiếu vào và kết
quả thí nghiệm)

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện
a) Thí nghiệm
* Kết quả thí nghiệm
- TN1: Khi chiếu đèn tử ngoại và tấm kim loại mang điện âm, kim điện
nghiệm giảm dần góc lệch rồi chỉ về 0
Þ Ánh sáng từ tử ngoại làm bật electron ra khỏi bề mặt kim loại.
- TN2: Chặn đường đi của ánh sáng bằng tấm thuỷ tinh (chỉ còn ánh sáng
nhìn thấy chiếu đến tấm kim loại), kim điện nghiệm không thay đổi góc lệch
Þ Chỉ có tia tử ngoại làm bật electron ra khỏi bề mặt kim loại còn ánh sáng
nhìn thấy không làm bật electron ra khỏi bề mặt kim loại.

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
* Giải thích:
Ánh sáng kích thích truyền năng
lượng cho electron khiến cho chúng
dao động mạnh hơn. Nếu năng
lượng mà ánh sáng truyền cho
electron đủ lớn thì chúng sẽ bật ra
khỏi bề mặt kim loại và trở thành
electron quang điện.

Ánh sáng

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
2. Hiện tượng quang điện
a) Định nghĩa
Hiện tượng ánh sáng làm bật
các electron ra khỏi bề mặt
kim loại gọi là hiện tượng
quang điện (ngoài).

Electron
Tia sáng
Electron
quang
điện

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
2. Hiện tượng quang điện
b) Định luật về giới hạn quang điện
- Định luật: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước
song λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới
gây ra được hiện tượng quang điện.
λ ≤ λ0

Em có nhận xét gì về giới
hạn quang điện của các
kim loại thông qua số
liệu ở bảng bên?

Kim loại

λ0 (μm)

Bạc

0,26

Đồng

0,30

Kẽm

0,35

Nhôm

0,36

Canxi

0,75

Natri

0,50

Kali

0,55

Xesi

0,66

I. HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN
2. Hiện tượng quang điện
b) Định luật về giới hạn quang điện
Lưu ý:
- Giới hạn quang điện λ0 của mỗi kim loại là bước sóng dài nhất của bức xạ
chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện.
- Giới hạn quang điện λ0 của mỗi kim loại là đặc trưng riêng của kim loại đó.
+ Với các kim loại kiềm (Na, K, …) và kiềm thổ (Ca, …) thì giới hạn quang
điện của chúng nằm trong miền ánh sáng nhìn thấy.
+ Với các kim loại khác thì giới hạn quang điện của chúng nằm trong miền tử
ngoại.

II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1. Giả thuyết Plăng
Lượng năng lượng là mỗi lần một 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 phát xạ còn h là một hằng số.
2. Lượng tử năng lượng
- Khái niệm: Lượng năng lượng là mỗi lần một nguyên tử hay phân tử
hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định được gọi là lượng tử
năng lượng.
- Công thức: ε = hf
Trong đó: + f (Hz): tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ
+ h = 6,625.10-34 J/s: Hằng số Plăng.

II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
3. Thuyết lượng tử ánh sáng
Ánh sáng là các hạt phôtôn.
Với mỗi ánh sáng đơn sắc, các phôtôn đều giống nhau. Mỗi
photon mang năng lượng ε = hf. Chùm ánh sáng là một chùm
các phôtôn. Cường độ chùm sáng tỉ lệ với phôtôn.
Trong chân không, phôtôn bay với vận tốc c = 3.108 m/s dọc
theo tia sáng.
Mỗi lần nguyên tử hấp thụ hay phát xạ ánh sáng thì chúng hấp
thụ hay phát xạ một phôtôn.

II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện

Hoạt động nhóm:
Vận dụng thuyết lượng tử ánh
sáng để giải thích định luật về
giới hạn quang điện:
- Vì sao khi λ ≤ λ0 thì mới có
thể xảy ra hiện tượng
quang điện?
- Vì sao mỗi kim loại lại có
giới hạn quang điện λ0

II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện
- Khi chiếu ánh sáng kích thích vào kim loại, electron hấp thụ năng
lượng
- Để electron có thể bật ra khỏi bề mặt kim loại phải cung cấp cho nó
một năng lượng để thắng được các liên kết:
Với công thoát A là năng lượng tối thiểu để làm bật electron ra khỏi bề
mặt kim loại: A

II. THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện
Lưu ý
- Đối với các electron trên bề mặt kim loại: Năng lượng hấp thụ từ các
photon dùng để electron bứt khỏi bề mặt kim loại (A) và phần còn
lạiKhi chiếu ánh sáng kích thích vào kim loại, electron hấp thụ năng
lượng
- Để electron có thể bật ra khỏi bề mặt kim loại phải cung cấp cho nó
một năng lượng để thắng được các liên kết:
Với công thoát A là năng lượng tối thiểu để làm bật electron ra khỏi bề
mặt kim loại: A

III. LƯỠNG TÍNH SÓNG – HẠT CỦA ÁNH SÁNG
- Ánh sáng có bản chất là sóng điện từ: Có thể giao thoa, nhiễu xạ, …
- Ánh sáng cũng có bản chất là hạt (photon)
Þ Ánh sáng vừa có bản chất là sóng, vừa có bản chất là hạt – lưỡng
tính sóng – hạt của ánh sáng

LUYỆN TẬP
Câu 1. Chiếu ánh sáng đơn sắc vào mặt
một tấm đồng. Hiện tượng quang điện sẽ
không xảy ra nếu ánh sáng có bước sóng
A. 0,1 μm.
B. 0,2 μm.
C. 0,3 μm.
D. 0,4 μm.

D

LUYỆN TẬP
Câu 2. Ánh sáng có bước sóng 0,75 μm
có thể gây ra hiện tượng quang điện ở
chất nào sau đây?
A. Canxi.
B. Natri.
C. Kali.
D. Xesi.

A

LUYỆN TẬP
Câu 3. Tính lượng tử năng lượng của các ánh sáng đỏ và vàng có bước
sóng lần lượt là λđỏ = 0,75μm và λvàng = 0,55μm
A. εđỏ = 2,65.10-19 J và εvàng = 3,61.10-19 J.
B. εđỏ = 2,65.10-13 J và εvàng = 3,61.10-13 J.
C. εđỏ = 3,61.10-13 J và εvàng = 2,65.10-13 J.
D. ε đỏ = 3,61.10-19 J và ε vàng = 2,65.10-19 J.

A

LUYỆN TẬP
Câu 4. Tính lượng tử năng lượng của các ánh sáng đỏ và vàng có bước
sóng lần lượt là λđỏ = 0,75μm và λvàng = 0,55μm. Biết 1eV = 1,6.10-19 J.
A. εđỏ = 4,24 eV và εvàng = 5,78 eV.
B. εđỏ = 2,26.10-6 eV và εvàng = 3,61.10-6 eV.
C. εđỏ = 1,66 eV và εvàng = 2,26 eV.
D. ε đỏ = 2,65 eV và ε vàng = 3,61 eV.

C