Giải bài 30 vật lí 12: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

  • 1 Đánh giá

Có thể làm cho các electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại bằng cách nung nóng hoặc dùng các ion để bắn phá. Còn có cách nào khác làm cho các electron bật ra khỏi mặt một tấm kim loại không? Để trả lời câu hỏi trên, KhoaHoc gửi tới bạn đọc bài "Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng". Hi vọng với những nội dung lý thuyết và hướng dẫn giải bài tập SGK sẽ giúp bạn đọc hiểu bài hơn.

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

I. Hiện tượng quang điện

1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện

  • Gắn một tấm kẽm tích điện âm vào cần của một tĩnh điện kế. Chiếu một chùm sáng do hồ quang phát ra vào tấm kim loại kẽm thì góc lệch của kim điện kế giảm đi.
  • Thay kẽm bằng kim loại khác, ta cũng thấy hiện tượng tương tự xảy ra.
  • Các thí nghiệm cho thấy, ánh sáng hồ quang đã làm bật electron ra khỏi mặt tấm kim loại

2. Định nghĩa

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

II. Định luật về giới hạn quang điện

  • Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện của kim loại đó mới gây ra được hiện tượng quang điện.

λ ≤ λ0

III. Thuyết lượng tử ánh sáng

1. Giả thuyết Plăng

Lượng năng lượng mà mỗi lần 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 của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số.

2. Lượng tử năng lượng

  • Lượng năng lượng gọi là lượng tử năng lượng được kí hiệu bằng chữ ε:

ε = hf

  • Trong đó: h là hằng số Plăng được xác định bằng thực nghiệm: h = 6,625.10-34J.s.

3. Thuyết lượng tử ánh sáng

  • Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
  • Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf.
  • Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ dọc theo các tia sáng.
  • Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.
  • Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.

4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng

  • Trong hiện tượng quang điện mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng cho một electron. Để bứt được electron ra khỏi bề mặt kim loại thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn công thoát A:

hf ≥ A hay ≥ A

Từ đó ta có: λ ≤

với A =

λ ≤ λ0

với λ0 là giới hạn quang điện của kim loại.

IV. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng

  • Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.
  • Ánh sáng có bản chất điện từ.

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Hướng dẫn trả lời câu hỏi giữa bài

Trang 154 - sgk vật lí 12

Nếu làm thí nghiệm với tấm kẽm tích điện dương thì góc lệch của kim tĩnh điện kế sẽ không bị thay đổi khi chiếu vào tấm kẽm bằng ánh sáng hồ quang. Tại sao?

=> Xem hướng dẫn giải

Trang 156 - sgk vật lí 12

Nêu sự khác biệt giữa giả thuyết Plăng với quan niệm thông thường về sự phát xạ và hấp thụ năng lượng.

=> Xem hướng dẫn giải

Hướng dẫn trả lời câu hỏi cuối bài

Câu 1: trang 158 - sgk vật lí 12

Trình bày thí nghiệm Héc về hiện tượng quang điện.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: trang 158 - sgk vật lí 12

Hiện tượng quang điện là gì?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 3: trang 158 - sgk vật lí 12

Phát biểu định luật về giới hạn quang điện.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 4: trang 158 - sgk vật lí 12

Phát biểu nội dung của giả thuyết Plăng.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 5: trang 158 - sgk vật lí 12

Lượng tử năng lượng là gì?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 6: trang 158 - sgk vật lí 12

Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 7: trang 158 - sgk vật lí 12

Photon là gì?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 8: trang 158 - sgk vật lí 12

Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết photon.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 9: trang 158 - sgk vật lí 12

Hiện tượng nào dưới đây là hiện tượng quang điện?

A. electron bứt ra khỏi kim loại bị nung nóng.

B. electron bật ra khỏi kim loại khi có ion đập vào.

C. electron bị bật ra khỏi một nguyên tử khi va chạm với một nguyên tử khác.

D. electron bị bật khỏi mặt kim loại khi bị chiếu sáng.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 10: trang 158 - sgk vật lí 12

Chọn câu đúng.

Chiếu một 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.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 11 - sgk vật lí 12 trang 158

Ánh sáng có bước sóng 0,60μm có thể gây ra hiện tượng quang điện ở chất nào dưới đây?

A. Xesi.

B. Kali.

C. Natri.

D. Canxi.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 12: trang 158 - sgk vật lí 12

Tính lượng tử năng lượng của ánh sáng đỏ ( 0,75 μm ) và vàng ( 0,55 μm ).

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 13: trang 158 - sgk vật lí 12

Giới hạn quang điện của kẽm là 0,35 μm. Tính công thoát của electron khỏi kẽm theo đơn vị jun và eV.

Cho 1 eV = 1,6.10-19J.

=> Xem hướng dẫn giải

=> Trắc nghiệm vật lý 12 bài 30 : Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng


  • 1 lượt xem
Chủ đề liên quan