Bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng - Vật lý lớp 12

1. Hiện tượng quang điện
- Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).

2. Định luật về giới hạn quang điện
- Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng $\lambda$ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện $\lambda_0$ của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện

- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng của kim loại đó

3. Thuyết lượng tử ánh sáng
3.1 Giả thuyết Plăng
- Lượng năng lượng mà 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 được phát ra, còn h là một hằng số

3.2 Lượng tử năng lượng
- Lượng năng lượng nói trên gọi là lượng tử năng lượng và được ký hiệu bằng chữ $\varepsilon$

$\varepsilon =hf$ trong đó h được gọi là hằng số plăng và được xác định bằng thực nghiệm $h=6,625.10^{−34}$J.s

3.3 Thuyết lượng tử ánh sáng
- Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn

- Với một ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phô tôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf

- Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ $c=3.10^8$ m/s dọc theo tia sáng

- Mỗi một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng hát ra hay hấp thụ một phôtôn

- Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên

3.4 Giải thích định luật về giới hạn uang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
- Muốn electron bứt ra khỏi mặt kim loại phải cung cấp cho nó một công để "thắng" các liên kết. Công này gọi là công thoát (A). Như vậy muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra thì năng lượng của phôtôn ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát

$hf≥A$  hay    $h\frac{c}{\lambda} ≥A$

Suy ra, $\lambda≤h\frac{c}{A}$   đặt $\lambda_0=h\frac{c}{A}$   ta có $λ≤λ_0$

$λ_0$ chính là giới hạn quang điện của kim loại

4. Lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng
- Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Dù tính chất nào của ánh sáng thể hiện ra thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ