Bài 59 + 60 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Chia sẻ: Paradise7 Paradise7 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

170
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài 59 + 60 :hiện tượng quang điện các định luật quang điện thuyết lượng tử ánh sáng', tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 59 + 60 :HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

Bài 59 + 60 : HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG I / MỤC TIÊU : Hiểu và nhớ được các khái niệm : hiện tượng quang điện, êlectron quang điện, dòng quang điện, giới hạn quang điện, dòng quang điện bão hòa, hiệu điện thế hãm. Hiểu được nội dung và nhận xét kết quả TN khảo sát định lượng hiện tượng quang điện. Hiểu và phát biểu được các định luật quang điện. Nắm chắc nội dung thuyết lượng tử ánh sáng và vận dụng để giải thích các định luật quang điện. Nắm được công thức Anh-xtanh để giải bài tập về hiện tượng quang điện. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Vẽ trên giấy khổ lớn các Hình 59.2 và 59.3 SGK. 2 / Học sinh :
Ôn lại các kiến thức về công của lực điện trường, định lí động năng, khái niệm cường độ dòng điện bão hòa (SGK Vật lí 11). III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Học sinh quan sát thí nghiệm. GV : Giáo viên hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm 59.1 GV : Hãy kể tên mot số nguồn phát HS : Hồ quang điện. ra tia tử ngoại ? GV : Hai lá của điện nghiệm khép lại chứng tỏ điều gì ? HS : Tấm kẽm mất điện tích âm. GV : Nếu tấm kẽm mang điện dương thì hiện tượng trên có xảy ra HS : Không xảy ra. không ? GV : Nếu chắn chùm tia hồ quang bằng tấm thủy tinh không màuthì hai HS : Không bị cụp lại : tấm kẽm lá của điện nghiệm như thế nào ? không mất điện tích âm. GV : Hiện tượng quang điện là gì ?
GV : Electron quang điện là gì ? HS : Nêu định nghĩa. HS : Nêu định nghĩa. GV : Tại sao dòng điện xuất hiện trong mạch là dòng quang điện ? Hoạt động 2 : GV : 0 có tên gọi là gì ? HS : Xuất hiện do hiện tượng quang điện. GV : Khi UAK = 0 thì dòng quang điện có xuất hiện trong mạch không ? HS : Giới hạn quang điện. GV : Khi UAK =  Uh thì dòng quang điện có xuất hiện trong mạch HS : Có nhưng nhỏ. không ? GV : Uh có tên gọi là gì ? HS : Không GV : Giữ nguyên bước sóng , nhưng tăng cường độ sáng chiếu vào catốt thì dòng quang điện sẽ như thế HS : Hiệu điện thế hãm. nào ? HS : Cường độ dòng quang điện bão GV : Khi nào có dòng quang điện ? hòa tăng. GV : Dòng quang điện là dòng Hoạt động 3 : chuyển dời có hướng của các hạt nào HS :  < 0 ?
HS : Electron quang điện. GV : Động năng của các electron quang điện có đặc điểm gì ? GV : Viết công thức động năng ban HS : Khác nhau. đầu cực đại của các electron quang điện ? GV : Giới thiệu định luật thứ nhất ? GV : Định luật này được rút ra từ Hoạt động 4 : kết quả TN nào ? HS : Học sinh xem SGK trang 253 GV : Yêu cầu HS xem bảng giới hạn HS : Thí nghiệm Hertz quang điện của một số kim loại ? GV : Nêu nhận xét về trị số của o đối với các kim loại khác nhau ? HS : Học sinh xem SGK trang 353 GV : Nếu trong TN Héc không dùng tấm kẽm mà dùng tấm kali hoặc xesi HS : Khác nhau. thì các kết quả thu được có điều gì khác ? GV : Giới thiệu định luật thứ hai ? HS : Không xảy ra hiện tượng quang điện. GV : Định luật này được rút ra từ kết quả TN nào ? GV : Cường độ của chùm sáng là gì Hoạt động 5 :
HS : Học sinh xem SGK trang 254 ? HS : Thí nghiệm tế bào quang điện. GV : Giới thiệu định luật thứ ba ? HS : Học sinh trả lời GV : ĐL này rút ra từ kết quả TN nào ? Hoạt động 6 : GV : Thuyết điện từ về ánh sáng HS : Học sinh xem SGK trang 254 không giải thích được gì ? HS : Thí nghiệm tế bào quang điện. (GV gợi ý HS chú ý đến đặc tuyến vôn – ampe đường cong 1 và 2) của tế bào quang điện và lưu ý đến công HS : Hiện tượng quang điện. thức (59.1) SGK. GV : Trình bày giả thuyết lượng tử năng lượng của Plăng ? GV : Trình bày thuyết lượng tử ánh Hoạt động 7 : sáng của Einstein ? HS : Học sinh xem SGK trang 254 GV : Hãy tính năng lượng của phôtôn ứng với ánh sáng đỏ ? Nêu nhận xét ? HS : Học sinh xem SGK trang 255 GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình Einstein ?
HS : Rất nhỏ GV : Hướng dẫn học sinh dựa vào phương trình Einstein để chứng định 2 mv HS : hf  A  0 max luật 1 ? 2 Hoạt động 8 : c HS : Ta có : hf ≥ A hay h ≥ A. Từ  GV : Hướng dẫn học sinh dựa vào c đó suy ra :  ≤ o, với o = h phương trình Einstein để chứng định A luật 2 ? HS : Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số êlectron quang điện bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ của chùm sáng tới. Mặt khác cường độ của dòng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt
IV / NỘI DUNG : 1. Hiện tượng quang điện a) Chiếu tia tử ngoại vào một tấm kẽm ban đầu tích điện âm tấm kẽm bị mất điện tích âm. Tia tử ngoại đã làm bứt các êlectron ra khỏi tấm đó. b) Các thí nghiệm với các tấm kim loại khác đã dẫn đến kết luận sau. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng quang điện. Các êlectron bị bật ra được gọi là êlectron quang điện. 2. Thí nghiệm khảo sát định lượng hiện tượng quang điện a) Thí nghiệm b) Kết quả thí nghiệm + Khi UAK > 0, chiếu chùm ánh sáng có bước sóng, trong mạch xuất hiện dòng điện gọi là dòng quang điện. Nhỏ hơn hoặc bằng trị số o; o : giới hạn quang điện. 3. Các định luật quang điện a) Định luật quang điện thứ nhất Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng o. o được gọi là giới hạn quang điện của kim loại :
 ≤ o b) Định luật quang điện thứ hai Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có  ≤ o) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích c) Định luật quang điện thứ ba Động năng ban đầu cực đại của êlectron quang điện không phụ thuộc cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại. 4. Thuyết lượng tử ánh sáng “Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt gọi là một phôtôn (hay lượng tử ánh sáng). Phôtôn có vận tốc của ánh sáng, có một động lượng xác c định và mang một năng lượng xác định  = hf  h .  chỉ phụ thuộc tần số  f của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ nó đến nguồn sáng. Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian. 5. Giải thích các định luật quang điện a) Hiện tượng quang điện là sự va chạm giữa phôtôn với êlectron trong kim loại. Trong va chạm đó, phôtôn bị êlectron quang điện hấp thụ hoàn toàn, và nhường toàn bộ năng lượng  = h f của nó cho êlectron. Đối
với các êlectron nằm ngay trên bề mặt kim loại, thì năng lượng  này được dùng vào hai việc : - Cung cấp cho êlectron một công A, gọi là công thoát, để nó thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra ngoài mặt kim loại; 2 mv0max - Truyền cho êlectron đó một động năng ban đầu cực đại , ngay 2 sau khi nó bứt ra khỏi bề mặt kim loại. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có 2 mv0 max hf  A  2 Là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện. b) Giải thích các định luật quang điện - Định luật thứ nhất. Muốn cho hiện tượng quang điện xảy ra thì phôtôn của chùm sáng chiếu vào catôt phải có năng lượng lớn hơn, hoặc ít c nhất phải bằng công thoát A, nghĩa là phải có hf ≥ A hay h ≥ A. Từ đó suy  c ra  ≤ o, với o = h . o chính là giới hạn quang điện của kim loại làm A catôt. - Định luật thứ hai. Với các chùm sáng có khả năng gây ra hiện tượng quang điện, thì số êlectron quang điện bị bật ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ thuận với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó. Số phôtôn này tỉ lệ với cường độ của chùm sáng tới. Mặt khác cường độ
của dòng quang điện bão hòa lại tỉ lệ thuận với số êlectron quang điện bật ra khỏi catôt trong một đơn vị thời gian. Từ đó suy ra, cường độ của dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7 và làm bài tập 1, 2, 3 Xem bài 62