Giáo án Vật lý 12 bài 30: Hiện tượng quang điện. Thuyết lượng tử ánh sáng mới nhất

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Giới thiệu thí nghiệm hình 30.1

Đưa ra các kết luận chung.

Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa hiện tượng quang điện.

Giới thiệu thí nghiệm cho thấy các bức xạ tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện ở kẻm.

Xem hình 30.1. Mô tả thí nghiệm.

Rút ra các kết luận qua thí nghiệm.

Thực hiện C1.

Nêu định nghĩa hiện tượng quang điện.

Ghi nhận các bức xạ tử ngoạigây ra hiện tượng quang điện ở kẻm còn ánh sáng nhìn thấy thì không thể gây ra hiện tượng quang điện ở kẻm.

I. Hiện tượng quang điện

1. Thí nghiệm của Héc về hiện tượng quang điện

+ Chiếu một chùm sáng do hồ quang phát ra vào tấm kim loại tích điện âm thì tấm kim loại bị mất điện tích âm.

+ Các thí nghiệm cho thấy, ánh sáng hồ quang đã làm bật electron ra khỏi mặt tấm kim loại.

2. Định nghĩa

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).

3. Bức xạ tử ngoại gây ra hiện tượng quang điện ở kẻm

Nếu chắn chùm sáng hồ quang bằng bằng một tấm thủy tinh dày (thủy tinh hấp thụ mạnh các tia tử ngoại) thì hiện tượng quang điện không xảy ra. Điều đó chứng tỏ rằng các bức xạ tử ngoại có khả năng gây ra hiện tượng quang điện ở kẻm, còn ánh sáng nhìn thấy được thì không.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Dẫn dắt để đưa ra định luật về giới hạn quang điện.

Yêu cầu học sinh xem bảng 30.1 và nhận xét về giới hạn quang điện của các kim loại.

Ghi nhân định luật.

Xem bảng 30.1 và nhận xét về giới hạn quang điện của các loại kim loại.

II. Định luật về giới hạn quang điện

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng l ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện l₀ của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang diện.

Định luật về giới hạn quang điện chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Giới thiệu giả thuyết Plăng.

Yêu cầu học sinh thực hiện C2

Giới thiệu lượng tử năng lượng và giá trị của hằng số Plăng.

Giới thiệu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng của Anhxtanh.

Yêu cầu học sinh dùng thuyết lượng tử ánh sáng để giải thích định luật về giới hạn quang điện.

Giới thiệu công thoát và giới hạn quang điện.

Ghi nhận giả thuyết.

Thực hiện C2.

Ghi nhận lượng tử năng lượng và giá trị của hằng số Plăng.

Ghi nhận nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng.

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

Ghi nhận các khái niệm.

III. Thuyết lượng tử ánh sáng

1. Giả thuyết Plăng

Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng hf; trong đó f là tần số của của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số.

2. Lượng tử năng lượng

3. Thuyết lượng tử ánh sáng

+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.

+ Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf.

+ Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.10⁸m/s dọc theo các tia sáng.

+ Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.

Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên.

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

Trong hiện tượng quang điện mỗi phôtôn bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng cho một electron. Để bứt được electron ra khỏi bề mặt kim loại thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn công thoát A:

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Giới thiệu lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

Ghi nhận lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

IV. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng

Ánh sáng vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt nên ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.

Ánh sáng có bản chất điện từ.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài.

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 158SGK và các bài tập 3.10, 3.11 SBT.

Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.

Ghi các bài tập về nhà.