TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ
THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
I. LÝ THUYẾT
1. Thuyết lượng tử ánh sáng
- Giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng.
Năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định, gọi là lượng tử năng lượng. KH là ε, có giá trị bằng: ε=hf
Trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát xạ.
h là hằng số Plăng h = 6,625.10-34(J.s)
- Thuyết lượng tử ánh sáng:
+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn. Cường độ chùm sáng tỷ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây
+ Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau và mang năng lượng ε = hf.
+ Trong chân không phôtôn bay với tốc độ c = 3.108(m/s) dọc theo các tia sáng. Phôtôn không bao giờ đứng yên
+ Mỗi lần nguyên tử hấp thụ hay phát xạ ánh sáng thì chúng hấp thụ hay phát xạ một phôtôn.
- Giải thích các định luật quang điện
+ Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.
- Trong hiện tượng quang điện, phô tôn truyền toàn bộ năng lượng ε cho electron.
- Năng lượng này dùng để: Cung cấp năng lượng để electron thắng lực liên kết để bứt ra gọi là công thoát A
- Truyền cho electrton một động năng ban đầu Wđ.
- Truyền một phần năng lượng H cho mạng tinh thể.
- Khi electron ở ngay trên bề mặt thì H = 0 khi đó bảo toàn năng lượng ta có:
\(hf = A + \frac{{mv_{0\max }^2}}{2}(1)\)
+ Giải thích các định luật quang điện.
- Định luật quang điện thứ nhất:
Theo (1) ta có:
\(\begin{array}{l} hf \ge A \Leftrightarrow h\frac{c}{\lambda } \ge A\\ hay\,\,\,\,\lambda \le {\lambda _o};{\lambda _o} = \frac{{hc}}{A} \end{array}\)
- Định luật quang điện thứ hai:
Cường độ dòng quang điện bão hòa Ibh ~ số electron bật ra ne ~ số phôtôn chiều tới np ~ cường độ chùm sáng.
- Định luật quang điện thứ ba:
Theo (1) ta có:
\(\begin{array}{l} \frac{{mv_{0\max }^2}}{2} = hf - A\\ \Rightarrow {{\rm{W}}_d} \in \lambda ,A \end{array}\)
2. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng:
- Có nhiều hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng như: nhiễu xạ, giao thoa, tán sắc,...
- Cũng có nhiều hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có tích chất hạt như: hiện tượng quang điện, khả năng đâm xuyên, tác dụng phát quang,...
→ Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chạt hạt hay ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1. Giới hạn quang điện của một kim loại là 0,75 mm. Công thoát êlectron ra khỏi kim loại này bằng
A. 2,65.10-19J.
B. 26,5.10-19J.
C. 2,65.10-32J.
D. 26,5.10-32J.
Câu 2. Chọn câu Đúng. Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng….
A. của mọi êléctron
B. của một nguyên tử
C. của một phân tử
D. của một chùm sáng đơn sắc phải luôn luôn bằng số lần lượng tử năng lượng.
Câu 3. Chọn câu Đúng. Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lượng:
A. của mọi phôtôn đều bằng nhau.
B. của một phôtôn bằng một lượng tử năng lượng.
C. giảm dần khi phôtôn ra xa dần nguồn sáng.
D. của phôton không phụ thuộc vào bước sóng.
Câu 4. Phát biểu mào sau đây là sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?
A. Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành từng phần riêng biệt, đứt quãng.
B. Chùm sáng là dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn.
C. Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng.
D. Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng.
...
---(Để xem tiếp nội dung Trắc nghiệm vận dụng, các em vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Thuyết lượng tử ánh sáng môn Lý 12 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
