TÓM Tắt Lý THUYẾT LƯỢNG Tử ÁNH SÁNG - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (6 trang)

Trang chủ

Lớp 12

Vật lý

TÓM tắt lý THUYẾT LƯỢNG tử ÁNH SÁNG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (145.36 KB, 6 trang )

TÓM TẮT LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNGI. Hiện tượng quang điện(ngoài) - Thuyết lượng tử ánh sáng.a. Hiện tượng quang điệnHiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượngquang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện).b. Các định luật quang điện+ Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện):Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn haybằng giới hạn quang điện λ0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quangđiện: λ ≤ λ0.+ Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bảo hòa):Ibảo hòaIOUhUĐối với mỗi ánh sáng thích hợp (có λ ≤ λ0), cường độ dòng quangđiện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh 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 thuộcvào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bướcsóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.c. Thuyết lượng tử ánh sáng+ Chùm ánh sáng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có nănglượng xác định (năng lượng của 1 phô tôn ε = hf (J). Nếu trong chân không thìε = h. f =h.cλf là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng.h=6,625.10-34 J.s : hằng số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng trong chânkhông.+ Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúngphát xạ hay hấp thụ phôtôn.+ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không.+ Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiềuphôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liêntục.+Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.d. Giải thích các định luật quang điệnhcλ1220 max+ Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện: hf = = A + mv .+ Giải thích định luật thứ nhất: Để có hiện tượng quang điện thì năng lượng củaphôtôn phải lớn hơn hoặc bằng công thoát: hf =-với λ0 là giới hạn quang điện của kim loại:-Công thoát của e ra khỏi kim loại :hcλ≥A=λ0 =hcλ0hcAA=h.cλ0f0 =cλ0 λ ≤ λ0;-Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện :với : V0 là vận tốc ban đầu cực đại của quang e (Đơn vị của V0 là m/s)là giới hạn quang điện của kim loại làm catot (Đơn vị của λ0 là m; µm;λ0nm;pm)m (hay me ) = 9,1.10-31 kg là khối lượng của e; e = 1,6.10-19 C là điện tíchnguyên tố ; 1eV=1,6.10-19J.+Bảng giá trị giới hạn quang điệnChất kimChất kimλ o(µm)loạiloạiBạc0,26NatriĐồng0,30KaliKẽm0,35XesiNhôm0,36Canxiλ o(µm)0,500,550,660,75Chất bándẫnGeSiPbSCdSλ o(µm)1,881,114,140,90e. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng+Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡngtính sóng - hạt.+Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rỏ một trong hai tínhchất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rỏ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại.+Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn có năng lượng càng lớn thì tínhchất hạt thể hiện càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở khả năng đâm xuyên, khảnăng phát quang…,còn tính chất sóng càng mờ nhạt.+Trái lại sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lượngcàng nhỏ, thì tính chất sóng lại thể hiện rỏ hơn như ở hiện tượng giao thoa, nhiễuxạ, tán sắc, …, còn tính chất hạt thì mờ nhạt.II. Hiện tượng quang điện trong.a. Chất quang dẫnChất quang dẫn là những chất bán dẫn, dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng vàdẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.b. Hiện tượng quang điện trongHiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để chúng trở thành cácelectron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọilà hiện tượng quang điện trong.c. Quang điện trởĐược chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giátrị điện trở thay đổi khi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào nó thích hợp.d. Pin quang điệnPin quang điện là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thànhđiện năng. Hoạt động của pin dựa trên hiện tượng quang điện trong của một số chấtbán dẫn ( đồng ôxit, sêlen, silic,...). Suất điện động của pin thường có giá trị từ 0,5V đến 0,8 VPin quang điện (pin mặt trời) đã trở thành nguồn cung cấp điện cho các vùng sâuvùng xa, trên các vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, trong các máy đo ánh sáng, máytính bỏ túi. …III. So sánh hiện tượng quang điện ngoài và quang điện trong:So sánhVật liệuBước sóng as kích thíchHiện tượng quang điện ngoàiKim loạiNhỏ, năng lượng lớn (như tia tử ngoại)Hiện tượng quang dẫnChất bán dẫnVừa, năng lượng trung bình (as nhìn thấy..)Do ưu điểm chỉ cần as kích thích có năng lượng nhỏ (bước sóng dài như as nhìn thấy) nên hiện tượng quang điệntrong được ứng dụng trong quang điện trở (điện trở thay đổi khi chiếu as kích thích, dùng trong các mạch điều khiểntự động) và pin quang điện (biến trực tiếp quang năng thành điện năng)IV. Hiện tượng quang–Phát quang.a. Sự phát quang+ Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì có khả năngphát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy. Các hiện tượng đó gọi làsự phát quang.+ Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó.b.Huỳnh quang và lân quang- So sánh hiện tượng huỳnh quang và lân quang:So sánhVật liệu phát quangThời gian phát quangĐặc điểm - Ứng dụngHiện tượng huỳnh quangChất khí hoặc chất lỏngRất ngắn, tắt rất nhanh sau khi tắt askích thíchAs huỳnh quang luôn có bước sóngdài hơn as kích thích (năng lượng béhơn - tần số nhỏ hơn) . Dùng trongđèn ốngHiện tượng lân quangChất rắnKéo dài một khoảng thời gian sau khi tắt as kíchthích (vài phần ngàn giây đến vài giờ, tùy chất)Biển báo giao thông, ...c. Định luật Xtốc về sự phát quang( Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang )Ánh sáng phát quang có bước sóng λhq dài hơn bước sóng của ánh sáng kíchthích λkt:hf hq < hfkt => λ hq > λ kt.d.Ứng dụng của hiện tượng phát quangSử dụng trong các đèn ống để thắp sáng, trong các màn hình của dao động kíđiện tử, tivi, máy tính. Sử dụng sơn phát quang quét trên các biển báo giao thông.V. Mẫu nguyên tử Bo.a. Mẫu nguyên tử của Bo+Tiên đề về trạng thái dừng-Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định E n, gọi làcác trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.-Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhântrên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng.-Công thức tính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô: rn = n2r0, vớin là số nguyên vàr0 = 5,3.10-11 m, gọi là bán kính Bo (lúc e ở quỹ đạo K)Trạng thái dừng nTên quỹ đạo dừngBán kính: rn = n2r01Kr0En = -13, 6(eV )n2-13,6122L4r0-13,6223M9r0-13,6324N16r0-13,6425O25r0-13,6526P36r0-13,662Năng lượng e Hidro:En = Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô:13, 6(eV )n2Với n ∈ N*.-Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạngthái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng cónăng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian nguyên tử ở trạng tháikích thích rất ngắn (cỡ 10-8 s). Sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái dừng có nănglượng thấp hơn và cuối cùng về trạng thái cơ bản.+ Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử-Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E n sang trạng thái dừngcó năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng: ε =hfnm = En – Em.-Ngược lại, nếu nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng E m mà hấp thụ đượcmột phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu E n – Em thì nó chuyển sang trạng tháidừng có năng lượng En lớn hơn.hấp thụbức xạhfmnEnEmhfnm-Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với sự nhảy củaelectron từ quỹ đạo dừng có bán kính r m sang quỹ đạo dừng có bán kính r n vàngược lại.b. Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hidrô-Nguyên tử hiđrô có các trạng thái dừng khác nhau EK, EL, EM, ... .Khi đó electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng K, L, M, ...-Khi electron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức nănglượng thấp hơn (Ethấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng xác định: hf = Ecao– Ethấp.cf-Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = ,tức là một vạch quang phổ có một màu (hay một vị trí) nhất định. Điều đó lí giảiquang phổ phát xạ của hiđrô là quang phổ vạch.-Ngược lại nếu một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng Ethấp nào đó mànằm trong một chùm ánh sáng trắng, trong đó có tất cả các phôtôn có năng lượngtừ lớn đến nhỏ khác nhau, thì lập tức nguyên tử đó sẽ hấp thụ một phôtôn có nănglượng phù hợp ε = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức năng lượng Ecao. Như vậy, mộtsóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện mộtvạch tối. Do đó quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổvạch.VI. Sơ lược về laze.Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứngdụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.a.. Đặc điểm của laze+ Laze có tính đơn sắc rất cao.+ Tia laze là chùm sáng kết hợp (các phôtôn trong chùm có cùng tần số và cùngpha).+ Tia laze là chùm sáng song song (có tính định hướng cao).+ Tia laze có cường độ lớn. Ví dụ: laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 10 6W/cm2.b. Một số ứng dụng của laze+ Tia laze được dùng như dao mổ trong phẩu thuật mắt, để chữa một số bệnh ngoàida (nhờ tác dụng nhiệt), .+ Tia laze dùng truyền thông thông tin bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điềukhiển con tàu vũ trụ, ...+ Tia laze dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, bản đồ, thí nghiệm quanghọc ở trường phổ thông, ...+ Tia laze được dùng trong đo đạc , ngắm đưởng thẳng ...+ Ngoài ra tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, ...chính xác các vật liệu trongcông nghiệp.

Tài liệu liên quan

Hiện tượng quang điện thuyết lượng tử ánh sáng
- 13
- 756
- 7
(Luyện thi cấp tốc Lý) Thuyết lượng tử ánh sáng_Trắc nghiệm và đáp án
- 8
- 1
- 13
Tài liệu TÓM TẮT LÝ THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG potx
- 6
- 1
- 9
Đề cương ôn tập Vật lý 12/ Lượng tử ánh sáng
- 8
- 777
- 8
chương.lý thuyết lượng tử ánh sáng
- 4
- 641
- 5
tài liệu vật lý phần lưỡng tử ánh sáng
- 40
- 661
- 1
Ôn tập môn vật lý chương : lượng tử ánh sáng pptx
- 6
- 863
- 14
ÔN TẬP TỔNG HỢP MÔN VẬT LÍ 12 BÀI TẬP THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG TIA RƠNGHEN pptx
- 4
- 948
- 2
vật lý 12 lượng tử ánh sáng
- 11
- 531
- 0
bài giảng hiện tượng quang điện. thuyết lượng tử ánh sáng - vật lý 12 bài 30 - gv.n.t.anh
- 17
- 920
- 2