Hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng – Thế giới điện cơ

Hiện tượng quang điện

Thí nghiệm Hertz về hiện tượng quang điện

Đặt một tấm kẽm đã được tích điện âm lên trên một điện nghiệm (tấm kẽm nối với điện cực của điện nghiệm) thì thấy hai lá kim loại của điện nghiệm xòe ra.

Chiếu một chùm ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm thì thấy hai lá sắt kẽm kim loại của điện nghiệm cụp lại chứng tỏ tấm kẽm bị mất điện tích âm nghĩa là êlectrôn đã bị bật ra khỏi tấm kẽm .

Hiện tượng trên không xảy ra nếu

• Ban đầu ta tích điện dương cho tấm kẽm
• Chắn chùm ánh sáng hồ quang bằng một tấm thủy tinh.

Lý do mà hiện tượng không xảy ra là

Nếu khởi đầu tích điện dương ( đủ lớn ) cho tấm kẽm thì tấm kẽm này đang thiếu electrôn. Khi chiếu chùm ánh sáng hồ quang vào tấm kẽm thì cũng có electrôn bị bật ra nhưng sẽ ngay lập tức bị tấm kẽm hút trở lại ( Theo định luật Coulomb : “ Hai điện tích trái dấu hút nhau ” ). Do đó điện tích của tấm kẽm không đổi. Hai lá sắt kẽm kim loại của điện nghiệm vẫn liên tục xòe ra .

Tia tử ngoại trong chùm hồ quang bị thủy tinh hấp thụ mạnh nên chùm ánh sáng đến được tấm kẽm chỉ là những bức xạ đơn sắc có bước sóng dài ( những tia tử ngoại có bước sóng dài, ánh sáng thấy được, tia hồng ngoại ). Điều này giúp khẳng định chắc chắn rằng hiện tượng electrôn bị bật ra khỏi tấm kẽm chỉ xảy ra với những bức xạ tử ngoại có bước sóng ngắn mà thôi .

Từ thí nghiệm trên ta có thể rút ra kết luận sau:

Hiện tượng ánh sáng làm bật những electrôn ra khỏi mặt phẳng sắt kẽm kim loại gọi là hiện tượng quang điện ( ngoài ) .

Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra với một số ít bức xạ đơn sắc nào đó .

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

• Giới hạn quang điện của các kim loại thông thường (như: bạc, đồng, kẽm, nhôm) ở trong miền tử ngoại.
• Giới hạn quang điện của các kim loại kiềm, kềm thổ (như: canxi, natri, xêsi, kali) ở trong miền ánh sáng thấy được.

Thuyết lượng tử ánh sáng

Giả thuyết Plăng

Lượng nguồn năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hoặc phân tử hấp thụ hoặc bức xạ có một giá trị trọn vẹn xác lập và bằng hf, trong đó h = 6,625. 10 – 34 J.s là hằng số Plăng, f là tần số của ánh sáng ứng với bức xạ đang xét ( Hz ) .

Thuyết lượng tử ánh sáng

c ) Trong chân không, phôtôn bay với vận tốc c = 3.108 m / s dọc theo tia sáng .

d ) Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ thì chúng phát xạ và hấp thụ một phôtôn .

e ) Phôtôn chỉ sống sót trong trạng thái hoạt động, không có phôtôn đứng yên .

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

Theo Anhxtanh, mỗi lần nguyên tử hay phân tử ở mặt phẳng sắt kẽm kim loại hấp thụ một phôtôn thì nó dùng nguồn năng lượng này vào hai việc :

Cung cấp một một nguồn năng lượng A để bứt electrôn ra khỏi link với hạt nhân nguyên tử. Năng lượng này được gọi là công thoát .

Phần nguồn năng lượng còn lại biến thành động năng của electrôn khi bứt khỏi sắt kẽm kim loại .

Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng

Từ thí nghiệm về nhiễu xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng ta thấy ánh sáng có đặc thù sóng .

Từ thí nghiệm về hiện tượng quang điện ta thấy ánh sáng có đặc thù hạt ( tính chất lượng tử )

Do vậy ta nói : “ Ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt ”

Chú ý : Dù ánh sáng biểu lộ ra là sóng hay là hạt thì ánh sáng vẫn có thực chất điện từ .

Trên đây là những thông tin liên quan đến hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng do thegioidienco.vn đã tổng hợp và chia sẻ đến các bạn. Hy vọng rằng với những chia sẻ trên đây sẽ bổ sung cho các bạn những kiến thức cần thiết về hiện tượng quang điện và thuyết lượng tử ánh sáng nhé!

Click to rate this post !

[Total:

0

Average: 0]

Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học