Hiện tượng quang điện ngoài

     

HIỆN TƯỢNG quang ĐIỆN - THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I.Hiện tượng quang đãng điện

I. Xem sét Hertz về hiện tượng lạ quang điện

Đặt một tấm kẽm đã có tích điện âm lên phía trên một điện nghiệm (tấm kẽm nối với điện rất của năng lượng điện nghiệm) thì thấy nhị lá sắt kẽm kim loại của năng lượng điện nghiệm xòe ra.

Bạn đang xem: Hiện tượng quang điện ngoài

*

Chiếu một chùm ánh nắng hồ quang quẻ vào tấm kẽm thì thấy nhị lá sắt kẽm kim loại của điện nghiệm cụp lại minh chứng tấm kẽm bị mất điện tích âm tức là êlectrôn đã trở nên bật thoát ra khỏi tấm kẽm.

Hiện tượng trênkhông xảy ranếu

ban đầu ta tích điệndươngcho tấm kẽm

hoặc

chắn chùm ánh nắng hồ quangbằng mộttấm thủy tinh.

Lý bởi mà hiện tượng kỳ lạ không xảy ralà:

Nếu lúc đầu tích điện dương (đủ lớn) cho tấm kẽm thì tấm kẽm này vẫn thiếu electrôn. Lúc chiếu chùm ánh nắng hồ quang vào tấm kẽm thì cũng đều có electrôn bị nhảy ra cơ mà sẽ ngay mau chóng bị tấm kẽm hút quay trở lại (Theo định khí cụ Coulomb: "Hai năng lượng điện trái lốt hút nhau"). Cho nên vì thế điện tích của tấm kẽm ko đổi. Nhì lá sắt kẽm kim loại của điện nghiệm vẫn tiếp tục xòe ra.Tia tử nước ngoài trong chùm hồ nước quang bị chất thủy tinh hấp thụ to gan nên chùm ánh sáng đến được tấm kẽm chỉ là các bức xạ 1-1 sắc tất cả bước sóng dài (các tia tử ngoại gồm bước sóng dài, ánh nắng thấy được, tia hồng ngoại). Điều này giúp khẳng định rằng hiện tượng kỳ lạ electrôn bị bật thoát khỏi tấm kẽm chỉ xẩy ra với các bức xạ tử ngoại gồm bước sóng ngắn nhưng thôi.

Từ thí điểm trên ta có thể rút ra kết luận sau:

Hiện tượng ánh nắng làm bật những electrôn ra khỏi mặt phẳng kim một số loại gọi là hiện tượng kỳ lạ quang năng lượng điện (ngoài).Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra với một số bức xạ solo sắc làm sao đó.

II. Định chế độ về giới hạn quang điện (Định phương tiện quang điện thứ nhất)

Đối với từng kim loại, ánh sáng kích đam mê phải bao gồm bước sóng

*
nhỏ dại hơn hoặc bằng giới hạn quang năng lượng điện
*
của kim loại đó thì mới gây nên được hiện tượng quang điện.

Nói ngắn gọn:" hiện tượng kỳ lạ quang năng lượng điện xảy ra

*
.

Giới hạn quang điện của cáckim loại thông thường(như: bạc, đồng, kẽm, nhôm) nghỉ ngơi trongmiền tử ngoại.Giới hạn quang năng lượng điện của cáckim nhiều loại kiềm, kềm thổ(như: canxi, natri, xêsi, kali) sinh hoạt trong miềnánh sáng sủa thấy được.

III. Thuyết lượng tử ánh sáng

1. Giả thuyết Plăng

Lượng năng lượng mà mỗi lần nguyên tử hoặc phân tử dung nạp hoặc bức xạ tất cả một giá bán trị hoàn toàn xác định với bằnghf, trong đóh= 6,625.10- 34J.s là hằng số Plăng,flà tần số của ánh sáng ứng với bức xạ đang xét (Hz).

2. Thuyết lượng tử ánh sáng

a) Ánh sáng được sinh sản thành bởi những hạt call là phôtôn.

b) vào chùm ánh sáng 1-1 sắc gồm tần số f thì mỗi phôtôn tất cả một năng lượng không thay đổi là

*
trong đó c là gia tốc ánh sáng sủa trong chân không,
*
là bước sóng trong chân ko của ánh sáng đang xét.

c) vào chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo tia sáng.

d) mỗi lần nguyên tử giỏi phân tử vạc xạ hoặc hấp thụ thì chúng phát xạ với hấp thụ một phôtôn.

e) Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có phôtôn đứng yên.

Xem thêm: Thư Giãn Với Top 10 Quán Cafe Sân Vườn Đẹp Ở Sài Gòn Bạn Không Nên Bỏ Qua

3. Phân tích và lý giải định nguyên lý về giới hạn quang điện bởi thuyết lượng tử ánh sáng

Theo Anhxtanh, mỗi lần nguyên tử tuyệt phân tử ở bề mặt kim loại hấp thụ một phôtôn thì nó dùng tích điện này vào hai việc:

Cung cấp cho một một năng lượng A nhằm bứt electrôn ra khỏi liên kết với phân tử nhân nguyên tử. Tích điện này được điện thoại tư vấn làcông thoát.Phần tích điện còn lại trở thành động năng của electrôn lúc bứt khỏi kim loại.

Như vậy, theo định giải pháp bảo toàn năng lượng thì

*

*
yêu cầu
*

Đặt

*
là số lượng giới hạn quang điện của sắt kẽm kim loại đang xét.

Ta suy được điều kiện để xẩy ra hiện tượng quang điện là

*

Như vậy phương pháp tính công bay của sắt kẽm kim loại là

*

IV. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Từ phân tách vềnhiễu xạ ánh sánggiao sứt ánh sángta thấyánh sáng sủa có tính chất sóng.Từ xem sét vềhiện tượng quang đãng điệnta thấyánh sáng có đặc thù hạt(tính quality tử)

Do vậy ta nói: "Ánh sáng tất cả lưỡng tính sóng - hạt"

Chú ý:Dù ánh sáng thể hiện ra là sóng giỏi là phân tử thìánh sáng sủa vẫn có bản chất điện từ.

V. Phần thêm vào cho chương trình nâng cao:

1. Tế bào quang quẻ điện:

a) Cấu tạo:

Tế bào quang điện là một trong bình cầu bằng thạch anh, trong bình là chân không.

Tế bào quang năng lượng điện gồm bao gồm hai điện cực:

AnốtA là 1 vòng dây sắt kẽm kim loại đặt ở trung khu bình cầu.CatốtK là một chõm cầu bằng kim loại.

b) Hoạt động:

Đặt một hiệu điện núm UAKvào hai điện rất của tế bào quang đãng điện.

UAKcó thể đổi khác giá trị (âm, dương hoặc bằng 0) tùy thuộc vào vị trí của bé chạy C.

*

Chiếu ánh sáng 1-1 sắc vào catốt của tế bào quang năng lượng điện và kiểm soát và điều chỉnh giá trị của UAKngười ta thu được con đường biểu diễn sau đây (gọi là đường đặc trưng vôn - ampe của tế bào quang quẻ điện)

*

Đường đặc trưng vôn - ampe này (và một vài thí nghiệm rõ ràng khác) cho phép kết luận:

Đối cùng với mỗi sắt kẽm kim loại làm catốt thì cường độ mẫu quang năng lượng điện bão hòa tỉ lệ thành phần thuận với cường độ của chùm ánh nắng kích thích (Định luật quang điện thứ hai)Động năng ban sơ cực đại của electrôn quang điện (bằng tích e|Uh| ) không phụ thuộc vào vào cường độ của chùm tia nắng kích thích mà chỉ nhờ vào vào bước sóng của tia nắng kích thích và vào bản chất của sắt kẽm kim loại dùng làm catốt (Định luật pháp quang năng lượng điện thứ ba)

2. Những công thức trong số bài toàn dùng tế bào quang điện

a) công thức Anhxtanh về hiện tượng kỳ lạ quang điện:

*

b) bí quyết tính động năng ban sơ cực đạicủa quang electrôn:

*
trong kia Uhlà hiệu điện thay hãm (hiệu điện núm UAKvừa đủ để làm triệt tiêu mẫu quang điện, Uhcó quý giá âm).

Chú ý:Đôi khi tín đồ ta cũng định nghĩahiệu điện thay hãm Uhlà một số trong những dươngsao đến khi sút hiệu điện cầm UAKđến quý giá UAK= - Uhthì cường độ chiếc quang điện toàn diện triệt tiêu. Lúc đó trong cách làm tính đụng năng lúc đầu cực đại ở trên ta không yêu cầu dùng dấu | | (dấu trị xuất xắc đối).

c) bí quyết tính công suất của mối cung cấp sáng:

*
trong đónplà số phôtôn vì nguồn sáng phạt ra trong mỗi giây,
*
là bước sóng vào chân không của ánh sáng đối chọi sắc vì nguồn sáng vạc ra.

d) bí quyết tính cường độ cái quang điênj bão hòa:Ibh= ne.etrong đónelà số electrôn quang điện mang lại được anốt của tế bào quang năng lượng điện mỗi giây,e= 1,6.10- 19C là năng lượng điện nguyên tố dương.