Hiện tượng quang điện là gì? Lí thuyết về Thuyết lượng tử ánh sáng Môn Vật lí Lớp 12

Mời những em nằm trong theo đòi dõi bài học kinh nghiệm ngày hôm nay với tiêu xài đề
Giải Vật Lí 12 Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Thầy cô http://sdc.org.vn/ reviews Giải bài xích tập dượt Vật Lí lớp 12 Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng chính xác, cụ thể nhất chung học viên đơn giản dễ dàng thực hiện bài xích tập Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng lớp 12.

Bạn đang xem: Hiện tượng quang điện là gì? Lí thuyết về Thuyết lượng tử ánh sáng Môn Vật lí Lớp 12

Bài giảng Vật lí 12 Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Giải bài xích tập dượt Vật Lí Lớp 12 Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

Trả lời nói thắc mắc thân thích bài

Trả lời nói câu C1 trang 154 SGK Vật Lí 12: Nếu thực hiện thực nghiệm với tấm kẽm tích năng lượng điện dương thì góc chênh chếch của kim tĩnh năng lượng điện kế tiếp tiếp tục không biến thành thay cho thay đổi Khi hấp thụ vào tấm kẽm vày độ sáng hồ nước quang đãng. Tại sao?

Lời giải:

Nếu thực hiện thực nghiệm với tấm kẽm tích năng lượng điện dương thì góc chênh chếch của kim tĩnh năng lượng điện kế tiếp tiếp tục không biến thành thay cho thay đổi Khi hấp thụ vào tấm kẽm vày độ sáng hồ nước quang đãng vì: Khi electron bức thoát ra khỏi tấm sắt kẽm kim loại kẽm có khả năng sẽ bị năng lượng điện dương bú lại, vì thế năng lượng điện bên trên tấm kẽm bất biến, nên góc chênh chếch của kim năng lượng điện kế tiếp ko thay đổi.

Trả lời nói câu C2 trang 156 SGK Vật Lí 12: Nêu sự khác lạ thân thích fake thuyết Plang với ý niệm thường thì về sự việc phân phát xạ và hít vào tích điện.

Lời giải:

Sự khác lạ thân thích fake thuyết Plang với ý niệm thường thì về sự việc phân phát xạ và hít vào tích điện.

Theo ý niệm thông thường: tích điện được hít vào và sự phản xạ liên tiếp. Sự phân phát xạ và hít vào tích điện trao thay đổi rất có thể nhỏ từng nào cũng rất được.

Còn theo đòi fake thuyết của Plang: Năng lượng tuy nhiên một nguyên vẹn tử hoặc phân tử hít vào hoặc phân phát xạ có mức giá trị xác lập vày hf. Lượng tích điện trao thay đổi cần là 1 bội số của hf.

Câu chất vấn và bài xích tập dượt (trang 158 SGK Vật Lí 12)

Bài 1 trang 158 SGK Vật Lí 12: Trình bày thí nghiệm Héc về hiện tượng quang đãng điện.

Lời giải:

Thí nghiệm Héc về hiện tượng lạ quang đãng điện:

+ Gắn một tấm kẽm tích năng lượng điện âm cần thiết của một tĩnh năng lượng điện kế tiếp, kim năng lượng điện kế tiếp chênh chếch lên đường một góc nào là đó

+ Chiếu một chùm sáng sủa tự hồ nước quang đãng phân phát đi ra vô tấm kẽm thì góc chênh chếch của kim năng lượng điện kế tiếp rời đi

Kết luận: Ánh sáng sủa hồ nước quang đãng đã từng nhảy electron bề ngoài tấm kẽm.

Bài 2 trang 158 SGK Vật Lí 12: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện là gì?

Lời giải:

Hiện tượng độ sáng thực hiện nhảy electron thoát ra khỏi mặt mũi sắt kẽm kim loại gọi là hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện (ngoài).

Bài 3 trang 158 SGK Vật Lí 12: Phát biểu định luật về giới hạn quang đãng điện.

Lời giải:

Định luật về số lượng giới hạn quang đãng điện: Ánh sáng sủa kích ứng chỉ rất có thể thực hiện nhảy electron thoát ra khỏi một sắt kẽm kim loại Khi bước sóng của chính nó (λ) ngắn rộng lớn hoặc vày số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện (λ0) của sắt kẽm kim loại đó (λ ≤ λ0 )

Bài 4 trang 158 SGK Vật Lí 12: Phát biểu nội dung của giả thuyết Plăng.

Lời giải:

Giả thuyết Plăng: Lượng tích điện tuy nhiên từng chuyến một nguyên vẹn tử hay là một phân tử hít vào hoặc phân phát xạ có mức giá trị trọn vẹn xác lập và vày hf; vô tê liệt f là tần số của độ sáng bị hít vào hoặc được phân phát đi ra, còn h là 1 hằng số.

Bài 5 trang 158 SGK Vật Lí 12: Lượng tử tích điện là gì?

Lời giải:

Lượng tích điện tuy nhiên từng chuyến một nguyên vẹn tử hay là một phân tử hít vào hoặc phân phát xạ có mức giá trị trọn vẹn xác lập được gọi là lượng tử tích điện (kí hiệu: ε )

$\epsilon =hf$

Bài 6 trang 158 SGK Vật Lí 12: Phát biểu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng.

Lời giải:

Thuyết lượng tử ánh sáng:

– Ánh sáng sủa được tạo nên trở thành vày những phân tử gọi là phôtôn.

– Với từng độ sáng đơn sắc đem tần số f, những photon đều giống như nhau, từng photon đem tích điện vày hf

– Trong chân ko, photon cất cánh với vận tốc c = 3.108m/s dọc từ những tia sáng sủa.

– Mỗi chuyến nguyên vẹn tử hoặc phân tử phân phát xạ hoặc hít vào độ sáng thì bọn chúng phân phát xạ và hít vào một phôtôn

Bài 7 trang 158 SGK Vật Lí 12: Phôtôn là gì?

Lời giải:

Phôtôn là 1 lượng tử tích điện của dòng sản phẩm độ sáng. Nó coi như 1 phân tử độ sáng.Nó không tồn tại độ cao thấp, không tồn tại lượng ngủ, ko đem năng lượng điện tuy nhiên nó đem tích điện (tỷ lệ với tần số ε = hf ) đem lượng kha khá tính và đem động lượng p (với p = m.c = h/λ), và nó chỉ tồn bên trên Khi hoạt động với véc tơ vận tốc tức thời độ sáng (không đem photon đứng yên).

Bài 8 trang 158 SGK Vật Lí 12: Giải mến lăm le luật về số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện vày thuyết phôtôn.

Lời giải:

Hiện tượng quang đãng điện xảy đi ra tự sự hấp thụ photon của ánh sáng kích thích bởi electron vô kim loại. Mỗi photon bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó mang đến một electron. Muốn mang đến electron bứt đi ra khỏi mặt kim loại phải cung cấp mang đến nó một công để “thắng” các liên kết. Công này gọi là công thoát (A).

Như vậy, đặt: ${\lambda }_0=\frac{hc}{A}$ là giới hạn quang đãng điện của kim loại $\Rightarrow \lambda \le {\lambda }_0$

Bài 9 trang 158 SGK Vật Lí 12: Hiện tượng nào là bên dưới đấy là hiện tượng lạ quang đãng điện?

A. Êlectron bứt thoát ra khỏi sắt kẽm kim loại Khi bị nung rét.

B. Êlectron nhảy thoát ra khỏi sắt kẽm kim loại Khi đem ion đập vô.

C. Êlectron bứt thoát ra khỏi một nguyên vẹn tử Khi đụng chạm đụng với cùng một nguyên vẹn tử không giống.

D. Êlectron bứt thoát ra khỏi mặt mũi sắt kẽm kim loại Khi bị thắp sáng.

Phương pháp giải:

Sử dụng khái niệm về hiện tượng lạ quang đãng điện: Hiện tượng ánh sáng làm bật electron đi ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang đãng điện

Lời giải:

Đáp án D

Ta có: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện là hiện tượng lạ độ sáng thực hiện nhảy electron thoát ra khỏi mặt mũi kim loại

=> Phương án D: Hiện tượng electron bị nhảy thoát ra khỏi mặt mũi sắt kẽm kim loại Khi bị thắp sáng là hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện.

Bài 10 trang 158 SGK Vật Lí 12: Chọn câu đích.

Chiếu độ sáng đơn sắc vô mặt mũi một tấm đồng. Hiện tượng quang đãng năng lượng điện sẽ không còn xẩy ra nếu như độ sáng đem bước sóng.

A. 0,1 μm.                                                 B. 0,2 μm.

C. 0,3 μm.                                                 D. 0,4 μm. 

Phương pháp giải:

Sử dụng điều kiện xảy đi ra hiện tượng quang đãng điện: λ ≤ λ0

Lời giải:

Đáp án D

Xem bảng 30.1 (SGK trang 155) tớ có số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện của đồng là: λ0 = 0,3 μm

Lại có: Điều kiện xảy đi ra hiện tượng quang đãng điện: λ ≤ λ0

=> Ánh sáng sủa đem bước sóng λ = 0,4 μm > λ0  nên ko xẩy ra hiện tượng lạ quang đãng điện

Bài 11 trang 158 SGK Vật Lí 12: Ánh sáng sủa đem bước sóng 0,60 μm rất có thể tạo nên hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện ở hóa học nào là bên dưới đây?

A. Xesi.                                                      B. Kali.

C. Natri.                                                     D. Canxi. 

Phương pháp giải:

Điều kiện xảy đi ra hiện tượng quang đãng điện: λ ≤ λ0

Lời giải:

Đáp án A

+ Từ bảng 30.1 (SGK trang 155) tớ có giới hạn quang đãng điện của các chất lần lượt là:

λ0Canxi = 0,45µm; λ0Natri = 0,50µm; λ0Kali = 0,55µm; λ0Xesi = 0,66µm

+ Lại có: Điều kiện xảy đi ra hiện tượng quang đãng điện: λ ≤ λ0

Xem thêm: đoạt giải pen cup 2018

Bước sóng có bước sóng 0,6μm đều lớn rộng lớn cả 3 giới hạn quang đãng điện của Canxi, Natri và Kali nên nó sẽ không khiến đi ra hiện tượng quang đãng điện với 3 chất đó

Bước sóng 0,6μm nhỏ rộng lớn số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện của Xesi => tạo nên hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện ở hóa học này

Bài 12 trang 158 SGK Vật Lí 12: Tính lượng tử tích điện của những độ sáng đỏ chót (0,75 μm) và vàng (0,55 μm). 

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính lượng tử năng lượng: $\epsilon ={\displaystyle \frac{hc}{\lambda }}$

Lời giải:

Ta đem lượng tử tích điện của độ sáng bất kì: $\epsilon ={\displaystyle \frac{hc}{\lambda }}$

=> Lượng tử tích điện của độ sáng đỏ chót và vàng là:

+ Với độ sáng đỏ: 

$\begin{array}{l}{\lambda }_d=0,75\mu m\\ \Rightarrow {\epsilon }_d={\displaystyle \frac{hc}{{\lambda }_d}}={\displaystyle \frac{6,{625.10}^{-34}{.3.10}^8}{0,{75.10}^{-6}}}=2,{65.10}^{-19}\left(J\right)\end{array}$

+ Với độ sáng vàng: 

$\begin{array}{l}{\lambda }_v=0,55\mu m\\ \Rightarrow {\epsilon }_v={\displaystyle \frac{hc}{{\lambda }_v}}={\displaystyle \frac{6,{625.10}^{-34}{.3.10}^8}{0,{55.10}^{-6}}}=3,{61.10}^{-19}\left(J\right)\end{array}$

Bài 13 trang 158 SGK Vật Lí 12: Giới hạn quang đãng năng lượng điện của kẽm là $0,35\mu m$. Tính công bay của êlectron ngoài kẽm theo đòi đơn vị chức năng jun và eV. Cho $1eV=1,{6.10}^{-19}J.$

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính công thoát: $A={\displaystyle \frac{hc}{{\lambda }_0}}$

Lời giải:

Ta đem số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện của kẽm: ${\lambda }_0=0,35\mu m$

Công bay của electron ngoài kẽm là:

$A={\displaystyle \frac{hc}{{\lambda }_0}}={\displaystyle \frac{6,{625.10}^{-34}{.3.10}^8}{0,{35.10}^{-6}}}\approx 5,{68.10}^{-19}\left(J\right)$

Chuyển A theo đòi đơn vị chức năng eV: $A={\displaystyle \frac{5,{68.10}^{-19}}{1,{6.10}^{-19}}}=3,55eV$

Phương pháp giải bài xích tập dượt về độ mạnh dòng sản phẩm quang đãng năng lượng điện bão hòa và hiệu suất lượng tử

I – Nội dung

1. Các lăm le luật quang đãng điện

– Định luật quang đãng năng lượng điện loại nhất (Định luật về số lượng giới hạn quang đãng điện): Hiện tượng quang đãng năng lượng điện chỉ xẩy ra Khi độ sáng kích ứng hấp thụ vào sắt kẽm kim loại đem bước sóng nhở rộng lớn hoặc vày số lượng giới hạn quang đãng điện${\lambda }_0$ .

– Định luật quang đãng năng lượng điện loại hai (Định luật về độ mạnh dòng sản phẩm quang đãng năng lượng điện bão hòa): Đối với từng độ sáng phù hợp (có $\lambda \le {\lambda }_0$ ) độ mạnh dòng sản phẩm quang đãng năng lượng điện bão hòa tỉ lệ thành phần với độ mạnh của chùm sáng sủa kích ứng.

– Định luật quang đãng năng lượng điện loại ba (Định luật về động năng cực lớn của quang đãng electron): Động năng lúc đầu cực lớn của quang đãng electron ko dựa vào độ mạnh của chùm sáng sủa kích ứng, tuy nhiên chỉ dựa vào bước sóng độ sáng kích ứng và thực chất của sắt kẽm kim loại.

2. Tế bào quang đãng năng lượng điện – những công thức tương quan.

Đặt một hiệu năng lượng điện thế UAK vào nhì năng lượng điện cực kỳ của tế bào quang đãng điện

UAK có thể thay cho thay đổi độ quý hiếm (âm, dương hoặc vày 0) tùy từng địa điểm của con cái chạy C.

Chiếu độ sáng đơn sắc vô catốt của tế bào quang đãng năng lượng điện và kiểm soát và điều chỉnh độ quý hiếm của UAK người tớ chiếm được lối đặc thù Vôn – Ampe của tế bào quang đãng năng lượng điện.

=> Như vậy và một vài thực nghiệm không giống tạo ra Kết luận ứng với lăm le luật quang đãng năng lượng điện loại nhì và loại phụ thân.

Các công thức:

• Công thức Anhxtanh về hiện tượng lạ quang đãng điện: $\epsilon =hf=A+{\mathrm{W}}_{d_0(m\mathrm{a}\mathrm{x})}=A+\frac{1}{2}m{v}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^2$
• Công thức tính động năng lúc đầu cực lớn của quang đãng electron: ${\mathrm{W}}_{d_0(m\mathrm{a}\mathrm{x})}=\frac{1}{2}m{v}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^2=e\left|U_h\right|$

$\to \epsilon =A+\frac{1}{2}m{v}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^2=A+e\left|U_h\right|$

II – Bài tập dượt – Phương pháp giải

Xét một mối cung cấp sáng sủa đơn sắc đem bước sóng λ, hiệu suất P.. được hấp thụ vào catốt của một tế bào quang đãng năng lượng điện đem số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện λ0. Khi đó:

– Năng lượng của mối cung cấp sáng sủa phân phát đi ra vô thời hạn t:$E=P.t=N_p\epsilon =N_p\frac{hc}{\lambda }$

Trong đó: NP là số photon phân phát đi ra vô thời hạn t: $N_p=\frac{Pt}{\epsilon }=\frac{P\lambda }{hc}t$

– Số photon của mối cung cấp sáng sủa phân phát đi ra vô 1s là: $n_p=\frac{N_p}{t}=\frac{P}{\epsilon }=\frac{P\lambda }{hc}$

– Cường chừng dòng sản phẩm quang đãng năng lượng điện bão hòa là:$I_{bh}=\frac{q}{t}=\frac{N_e.e}{t}=n_e.e$

Trong đó

• q là năng lượng điện lượng gửi kể từ catốt sáng sủa anốt
• Ne là số electron bứt ngoài catốt vô thời hạn t
• ne là số electron bứt thoát ra khỏi catốt vô 1s: $n_e=\frac{N_e}{t}=\frac{I_{bh}}{e}$

– Hiệu suất lượng tử: $H=\frac{n_e}{n_p}100\mathrm{\%}=\frac{I_{bh}.hc}{P\lambda e}100\mathrm{\%}$

– Khi electron hoạt động vô năng lượng điện trường: $\left|e\right|\left|U_h\right|=\frac{1}{2}m{v}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^2=\left|e\right|E\mathrm{d}$

Với U là hiệu năng lượng điện thế thân thích anốt và catốt, vA là véc tơ vận tốc tức thời cực lớn của electron Khi đập vô anốt, vK=vmax là véc tơ vận tốc tức thời lúc đầu cực lớn của electron Khi tách catốt thì: $\left|eU\right|=\frac{1}{2}m{v}_A^2-\frac{1}{2}m{v}_K^2$

Quãng lối hoạt động tuy nhiên electron lên đường được: ${\mathrm{W}}_{d_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}=F{\mathrm{s}}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=q\mathrm{E}{\mathrm{s}}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}=e\frac{U}{d}{\mathrm{s}}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}$

Lý thuyết Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng

1. Hiện tượng quang đãng điện

Thí nghiệm Hertz về hiện tượng lạ quang đãng điện:

– Đặt một tấm kẽm đang được tích năng lượng điện âm lên bên trên một năng lượng điện nghiệm (tấm kẽm nối với năng lượng điện cực kỳ của năng lượng điện nghiệm) thì thấy nhì lá sắt kẽm kim loại của năng lượng điện nghiệm xòe đi ra.

– Chiếu một chùm độ sáng hồ nước quang đãng vô tấm kẽm thì thấy nhì lá sắt kẽm kim loại của năng lượng điện nghiệm cụp lại chứng minh tấm kẽm bị rơi rụng năng lượng điện âm tức thị êlectrôn đã trở nên nhảy thoát ra khỏi tấm kẽm.

– Hiện tượng trên không xảy ra nếu: Ban đầu tớ tích điện dương cho tấm kẽm hoặc Chắn chùm độ sáng hồ nước quang bằng một tấm thủy tinh ma.

a. Định nghĩa:

Hiện tượng độ sáng thực hiện nhảy những electron thoát ra khỏi mặt mũi sắt kẽm kim loại gọi là hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện (ngoài)

b. Định luật về số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện (Định luật quang đãng năng lượng điện loại nhất)

Ánh sáng sủa kích ứng chỉ rất có thể thực hiện nhảy electron thoát ra khỏi một sắt kẽm kim loại Khi bước sóng của chính nó ngắn thêm hoặc vày số lượng giới hạn quang đãng năng lượng điện của sắt kẽm kim loại tê liệt.

$\lambda \le {\lambda }_0$

• $\lambda$ : bước sóng của độ sáng kích thích
• ${\lambda }_0$ : số lượng giới hạn quang đãng điện

*Giới hạn quang đãng năng lượng điện tùy thuộc vào thực chất của kim loại

2. Thuyết lượng tử ánh sáng

a. Lượng tử tích điện của Plăng

Là lượng tích điện một nguyên vẹn tử hoặc phân tử hít vào hoặc phân phát xạ được xác lập vày biểu thức: $\epsilon =hf$

Trong đó:

• ε: lượng tử tích điện (J)
• h = 6,625.10-34 J.s: hằng số Plăng
• f: tần số của độ sáng (Hz)

*Chú ý:
– Khi độ sáng truyền rằng, những lượng tử độ sáng $\epsilon =hf$ không biến thành thay cho thay đổi và ko tùy thuộc vào khoảng cách cho tới mối cung cấp sáng sủa.
– Tuy từng lượng tử độ sáng $\epsilon =hf$ mang tích điện cực kỳ nhỏ tuy nhiên trong chùm sáng sủa lại sở hữu một vài rất rộng lớn lượng tử độ sáng, vì vậy tớ đem cảm hứng chùm sáng sủa là liên tục

b. Thuyết lượng tử ánh sáng

– Ánh sáng sủa được tạo nên trở thành vày những phân tử gọi là photon

– Với từng độ sáng đơn sắc đem tần số f, những photon đều giống như nhau, từng photon đem tích điện vày hf

– Trong chân ko, photon cất cánh với vận tốc c = 3.108 m/s dọc từ những tia sáng sủa.

– Mỗi chuyến một nguyên vẹn tử hoặc phân tử phân phát xạ hoặc hít vào độ sáng thì bọn chúng phân phát đi ra hoặc hít vào một photon

c. Công thức Anhxtanh

$\epsilon =hf=A+{\mathrm{W}}_{d_0(m\mathrm{a}\mathrm{x})}$

Trong đó:

• $\epsilon =hf=\frac{hc}{\lambda }$: lượng tử tích điện (J)
• $A=\frac{hc}{{\lambda }_0}$ : công bay của electron ngoài sắt kẽm kim loại (J)
• ${\mathrm{W}}_{d_0(m\mathrm{a}\mathrm{x})}=\frac{1}{2}m{v}_{0(m\mathrm{a}\mathrm{x})}^2$: động năng lúc đầu cực lớn của electron (J)

3. Lưỡng tính sóng – phân tử của ánh sáng

Ánh sáng sủa một vừa hai phải đem đặc điểm sóng (giao trét, nhiễu xạ) một vừa hai phải mang tính chất hóa học phân tử, nhì đặc điểm này nằm trong tồn bên trên tuy vậy tuy vậy. Nói cơ hội khác: Ánh sáng sủa đem tính chất lưỡng tính sóng – hạt

*Dù đặc điểm nào là của độ sáng thể xuất hiện thì ánh sáng sủa vẫn đang còn thực chất năng lượng điện từ

Sơ đồ gia dụng suy nghĩ về hiện tượng lạ quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử độ sáng

Xem thêm: cách ôn văn lớp 12

Trên đấy là toàn cỗ nội dung về bài xích học
Giải Vật Lí 12 Bài 30: Hiện tượng quang đãng năng lượng điện. Thuyết lượng tử ánh sáng
. Hy vọng được xem là tư liệu hữu ích chung những em triển khai xong đảm bảo chất lượng bài xích tập dượt của tôi.

Đăng bởi: http://sdc.org.vn/

Chuyên mục: Tài Liệu Học Tập