VLA3-C1

8/2/2019 VLA3-C1

http://slidepdf.com/reader/full/vla3-c1 1/55

1

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KHOA HOÏC TÖÏ NHIEÂN

VAÄT LYÙ A3:

VAÄT LYÙ LÖÔÏNG TÖÛ

8/2/2019 VLA3-C1


2

MOÂ HÌNH VAÄT LYÙ

Hiện tượngvật lý

Áp dụng lý thuyết cũ

T h ấ t b ạ i

Tìm kiếm lý thuyết mới

T h à n

hc ô n g

Mở r ộng lý thuyết

Xây dựng công cụ mớiđể giải quyết vấn đề

MỘT LÝ THUYẾT MỚIRA ĐỜI

8/2/2019 VLA3-C1


3


Vaøo cuoái theá kyû 19 nhieàu söï kieän thöïcnghieäm ñaõ khaúng ñònh tính chaát soùng cuûaaùnh saùng. Nhöng cuõng chính trong thôøi gianñoù ñaõ xuaát hieän nhöõng tröôøng hôïp maøngöôøi ta khoâng theå giaûi thích ñöôïc neáu chædöïa treân giaû thuyeát soùng.

1. Böùc xaï cuûa vaät ñen tuyeät ñoái

2. Hieäu öùng quang ñieän

8/2/2019 VLA3-C1


4


Max Planck:

ñaõ phaûi ñeà xuaát ra moätgiaû thuyeát môùi, maø sau

naøy ngöôøi ta coi noù laøcô sôû cuûa lyù thuyeátlöôïng töû. Giaû thuyeát

naøy cho thaáy aùnh saùngngoaøi tính chaát soùngcoøn coù moät tính chaát

khaùc: tính chaát haït.

8/2/2019 VLA3-C1


5


Chöông 1: Tính chaát haït cuûa aùnh saùngChöông 2: Löôõng tính soùng haït cuûa vaät chaát

Chöông 3: Phöông trình Schroedinger

Chöông 4: Nguyeân töû

8/2/2019 VLA3-C1


6

1.1. Böùc xaï nhieät cuûa vaät ñen

1.2. Caùc ñònh luaät phaùt xaï cuûa VÑTÑ1.3. Thuyeát löôïng töû Planck

vaø thuyeát photon Einstein1.4. Hieäu öùng quang ñieän

1.5. Hieäu öùng Compton

Chöông 1: Tính chaát haït cuûa aùnh saùng

8/2/2019 VLA3-C1


7

1.1.1. Böùc xaï

1.1.2. Böùc xaï nhieät1.1.3. Phoå böùc xaï nhieät

1.1.4. Sự caân bằng nhieät

1.1.5. Heä soá haáp thuï ñôn saéc

1.1.6. Vaät ñen tuyeät ñoái


8/2/2019 VLA3-C1


8

1.1.1. Böùc xaï

Böùc xaï laø hieän töôïng moät vaät theå naøo ñoù do kích thích hoaëc cöôõng böùc phaùt ra caùc soùng ñieän tö ø.

Quaù trình phaùt vaø lan truyeàn soùng ñieän töø laøquaù trình lan truyeàn naêng löôïng.

Caùc vaät phaùt soùng ñieän töø phaûi chuyeån ñoåi moätnaêng löôïng naøo ñoù thaønh naêng löôïng soùng.


8/2/2019 VLA3-C1


9

1.1.1. Böùc xaï

Coù nhieàu caùch laøm cho vaät theå phaùt soùng ñieän töø :

Taùc duïng hoaù hoïc (phaûn öùng ñoát chaùy phoát pho seõ

phaùt saùng). Taùc duïng nhieät ( daây toùc boùng neon chaùy saùng).

Duøng naêng löôïng cuûa doøng ñieän ñeå phaùt soùng ñieän töø


8/2/2019 VLA3-C1


10

1.1.2. Böùc xaï nhieät

Thöïc nghieäm cho thaáy ôû nhieät ñoä thaáp caùc vaät cuõng phaùt ra soùngñieän töø.

Nguyeân nhaân: laø söï chuyeån ñoäng nhieät cuûa caùc phaân töû beân trongvaät.

Vaäy hiệ n tượ ng vậ t thể phaùt ra soùng ñieän töø do chuyeån ñoäng nhieät ñöôïc goïi laø hieän töôïng böùc xaï nhieät.


8/2/2019 VLA3-C1


11

1.1.3. Phoå böùc xaï nhieät

ÔÛ moät nhieät ñoä nhaát ñònh, vaät coù theå phaùt ra nhieàu loaïi böùc xaïkhaùc nhau, töông öùng vôùi caùc böôùc soùng khaùc nhau.

Ngöôøi ta thöôøng quan taâm ñeán söï phaân boá cuûa naêng löôïng phaùtra theo böôùc soùng: xem naêng löôïng phaùt ra öùng vôùi böôùc soùngnaøo ñoù laø baèng bao nhieâu.

Söï phaân boá naøy ñöôïc goïi laø phoå böùc xaï nhieät.


8/2/2019 VLA3-C1


12


Xeùt moät ly nöôùc ñöôïc ñaët trong khoâng khí:

Nöôùc vaø khoâng khí luoân luoân coù söï trao ñoåi naêng löôïng

Nöôùc noùng hôn khoâng khí, naêng löôïng do noù phaùt ra lôùn hôn

naêng löôïng noù thu vaøo, nöôùc laïnh daàn ñi.Traïng thaùi caân baèng nhieät, laø traïng thaùi ñaït ñöôïc khi nhieät

ñoä cuûa nöôùc caân baèng vôùi nhieät ñoä khoâng khí .


8/2/2019 VLA3-C1


13


Trong traïng thaùi caân baèng nhieät, löôïng naêng löôïng maø vaät haáp

thuï vaø phaùt ra döôùi daïng böùc xaï nhieät trong moät ñôn vò thôøi gian laø baèng nhau.

Naêng löôïng do vaät phaùt ra baèng naêng löôïng do noù thu vaøo, neân

vaät naøo coù khaû naêng haáp thuï caøng maïnh thì khaû naêng phaùt ra böùc xaï cuõng maïnh


8/2/2019 VLA3-C1


14


1.1.5. Heä soá haáp thuï ñôn saéc Heä soá haáp thuï: ñoù laø tæ soá giöõa phaàn naêng löôïng haáp thuï ñöôïc treân

toång soá naêng löôïng ñeán ñaäp vaøo vaät.

Neáu ta chæ tính tæ soá naøy rieâng cho moät loaïi böùc xaï coù böôùc soùngλ thì tæ soá ñoù ñöôïc goïi laø heä soá haáp thuï ñôn saéc vaø kyù hieäu laø a(λ).

a(λ) phuï thuoäc vaøo böôùc soùng λ ñang xeùt, nhieät ñoä cuûa vaät, vaätlieäu caáu taïo neân vaät cuõng nhö tính chaát cuûa beà maët vaät (trônhay nhaùm).

Caùc vaät coù maøu ñen haáp thuï vaø phaùt böùc xaï maïnh hôn caùc vaätmaøu traéng.

8/2/2019 VLA3-C1


15


1.1.6. Vaät ñen tuyeät ñoái

Vaät ñen tuyeät ñoái (VÑTÑ) laø moät vaät lyù töôûng, coù khaû naêng haápthuï moïi böùc xaï ñieän töø chieáu vaøo noù, nghóa laø noù coù heä soá haápthuï ñôn saéc a(λ) = 1 ñoái vôùi moïi böôùc soùng λ.

Khi ôû caân baèng nhieät, VÑTÑ laø vaät phaùt ra böùc xaï maïnh nhaát.Phoå böùc xaï nhieät cuûa VÑTÑ chæ phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä maøkhoâng phuï thuoäc vaät lieäu laøm neân noù.

8/2/2019 VLA3-C1


16

Xeùt maãu vaät ñen coù tính chaát ñaëc tröngcuûa vaät ñen tuyeät ñoái:

Bình kín, roãng coù moät loã troáng nhoû.

Phía trong thaønh bình coù phuû lôùp moàhoùng ñen ñeå taêng naêng suaát haáp thutaïi thaønh bình.

Moïi böùc xaï ñi qua loã hoång vaøo bìnhhaàu nhö ñeàu bò giöõ laïi trong bình.

1.1. Böùc xaï nhieät cuûa vaät ñen1.1.6. Vaät ñen tuyeät ñoái

8/2/2019 VLA3-C1


17

1.2. Caùc ñònh luaät phaùt xaï cuûa VÑTÑ

1.2.1. Naêng suaát böùc xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑ1.2.2. Ñònh luaät Stefan-Boltzmann

1.2.3. Ñònh luaät Wien

1.2.4. Söï khuûng hoaûng ôû vuøng töû ngoaïi

8/2/2019 VLA3-C1


18

1.2.1. Naêng suaát böùc xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑ

Naêng suaát phaùt xaï ñôn saéc:

Treân beà maët VÑTÑ, ôû nhieät ñoä T, laáy moät dieän tích dS (cm2).Xeùt caùc soùng ñieän töø phaùt ra töø dieän tích ñoù vaø coù böôùc soùng

naèm trong (λ , λ+ dλ ) (µm).

Naêng löôïng do caùc soùng ñieän naøy mang ñi trong 1s laø dW(watt).Khiño ù t æso á :

R dWdS dT ( )

.λ λ=

ñöôïc goïi laø naêng suaát phaùt xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑ.


8/2/2019 VLA3-C1


19

1.2.1. Naêng suaát böùc xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑTích soá RT(λ).dλ (W.m-2) laø naêng suaát phaùt böùc xaï coù böôùc soùng

(λ,λ+dλ ) trong moät ñôn vò dieän tích beà maët vaät.Tích phaân:

I T R dT

( ) ( ).=∞

∫λ λ

0

laø naêng suaát phaùt xaï toaøn phaàn öùng vôùi nhieät ñoä T.Noù cho bieát löôïng naêng löôïng phaùt ra töø moät ñôn vò dieän tích

beà maët vaät trong moät ñôn vò thôøi gian.


8/2/2019 VLA3-C1


20

1.2.1. Naêng suaát böùc xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑÑôn vò cuûa I(T) trong heä SI laø W/m2

Ñoä lôùn cuûa I(T) tæ leä vôùi dieän tích naèm döôùi ñöôøng cong RT(λ).Neáu vaät coù dieän tích beà maët laø S, naêng löôïng do toaøn boä beà maët

vaät phaùt ra trong moät ñôn vò thôøi gian seõ laø tích soá S.I.

Ñaïi löôïng naøy coù ñôn vò laø Watt vaø ñöôïc goïi laø coâng suaát phaùt xaï cuûa vaät


8/2/2019 VLA3-C1


21

Thự c nghiệm của Lummer vaø Pringsheim

1889-1890

0

10

20

30

40

50

60

701.0 2.0 3.0 4.0

Rayleigh-Jeans

1600K

λm4

λm3λ

m2λ

m1

1600K

1800K

2000K

2200K

böôùc soùng λ (µm n a ê n g s u a á t b ö ù c

x aï ñ ô n

s a é c R

T ( λ ) ( w

a t t s / c m 2 . µ

m )

Moãi nhieät ñoä, coù λmax, ôû ñoù

vaät phaùt xaï maïnh nhaát, nhieätñoä caøng cao thì λmax caøngdòch veà phía soùng ngaén.


1.2.1. Naêng suaát böùc xaï ñôn saéc cuûa VÑTÑ

Khi T caøng cao, dieän tích cuûamieàn naèm döôùi ñöôøng cong

RT(λ) caøng lôùn, nghóa laø I(T)caøng lôùn.

8/2/2019 VLA3-C1


22

Naêng suaát phaùt xaï toaøn phaàn cuûa VÑTÑ ôû traïng thaùi caân baèng nhieät öùng vôùi nhieät ñoä tuyeät ñoái T tæleä vôùi luõy thöøa baäc boán cuûa nhieät

ñoä:

I(T) = σ.T4

σ = 5,670.10-8 W.m-2.K-4 : Haèngsoá Stefan- Boltzmann.


1.2.2. Ñònh luaät Stefan-Boltzmann

8/2/2019 VLA3-C1


23

Khi nhieät ñoä thay ñoåi, böôùc soùngλ max öùng vôùi söï phaùt xaï cöïc ñaïi cuõng thay ñoåi nhöng tích soá cuûa nhieät ñoä tuyeät ñoái T vaø λ max töông

öùng laø khoâng ñoåi.

b = λmax.T = 2,898.10-3 m.K :Haèng soá Wien.


1.2.3. Ñònh luaät Wien

8/2/2019 VLA3-C1


24

1.2.4. Giaûi thích keát quaû thöïc nghieäm – Coâng thöùc RJ- Söï khuûnghoaûng ôû vuøng töû ngoaïi

RT ( λ ) = soá löôïng böùc xaï phaùt ra töø loã ×


E

4

2 cSoá löôïng böùc xaï phaùt ra töø loã

π=

λ

0

d d 1 1E ln( exp( E)dE) ln( ) kT

d d

∞

= − −β = − = =β β β β∫

Rc

kTT ( )λπ

λ

=2

4

Công thứcRayleigh – Jeans

8/2/2019 VLA3-C1


25



R

c

k TT ( )λ

π

λ=

2

4

Công thức

Rayleigh – Jeans

RT(λ) tæ leä nghòch vôùi luyõ thöøa

baäc 4 cuûa λ töùc laø RT(λ) seõtaêng raát nhanh khi λ giaûm.

Coâng thöùc naøy chæ phuø hôïp vôùithöïc nghieäm ôû vuøng böôùc soùngdaøi, coøn ôû vuøng böôùc soùng nhoû,töùc laø vuøng soùng töû ngoaïi, noù

sai leäch raát nhieàu.

0

10

20

30

40

50

60

701.0 2.0 3.0 4.0

Rayleigh-Jeans

1600K

λm4λm3λm2λm1

1600K

1800K

2000K

2200K

böôùc soùng λ (µm n a

ê n g s u a á t b ö ù c x aï

ñ ô n s a é c

R T ( λ

) ( w

a t t s / c m 2 . µ m

)

8/2/2019 VLA3-C1


26


( ) ( )T 40 0

1I T R .d 2 ckT

∞ ∞

= λ λ = π = ∞λ∫ ∫


Naêng suaát phaùt xaï toaøn phaàn cuûa moät vaät ôû moät nhieät T nhaát ñònhbaèng voâ cuøng. Ñieàu naøy khoâng ñuùng. Vì vaät lyù coå ñieån quan nieämvaät chaát haáp thuï hay phaùt xaï naêng löôïng böùc xaï moät caùch lieân tuïc.

Beá taéc naøy ñaõ toàn taïi trong moät thôøi gian daøi cuoái theá kyû 19 vaøñöôïc goïi laø söï khuûng hoaûng ôû vuøng töû ngoaïi.

Ñeå giaûi quyeát nhöõng beá taéc treân, Planck ñaõ phuû nhaän quan ñieåmtreân cuûa vaät lyù coå ñieån vaø ñeà ra moät lyù thuyeát môùi goïi laø thuyeát

löôïng töû naêng löôïng.

8/2/2019 VLA3-C1


27

1.3. Thuyeát löôïng töû Planck & Thuyeát photon Einstein

1.3.1. Thuyeát löôïng töû naêng löôïng Planck

1.3.2. Coâng thöùc Planck

1.3.3. Thuyeát photon cuûa Einstein

1.3.4. Ñoäng löïc hoïc photon

8/2/2019 VLA3-C1


28

1.3.1. Thuyeát löôïng töû naêng löôïng Planck


Caùc nguyeân töû, phaân töû phaùt xaï hay haáp thuï naêng löôïng cuûa böùc

xaï ñieän töø moät caùch giaùn ñoaïn, nghóa laø phaàn naêng löôïng phaùt xaïhay haáp thuï luoân laø boäi soá nguyeân cuûa moät löôïng naêng löôïng nhoûxaùc ñònh goïi laø löôïng töû naêng löôïng.

h: haèng soá Planck

h = 6,626.10-34 J.s = 4,14.10-15 eV.s

ν = c/ λ

Moät löôïng töû naêng löôïng: ε = hν = hc/ λ

8/2/2019 VLA3-C1


29


∑∑

−

−=

n

n

nnn

kT E

kT E E

E

) / exp(

) / exp(

E

h c

e

h c

k T

=−

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

λλ 1


R

c

hc

e

T hc

kT( )λ

π

λλ

λ=

−

⎛

⎝

⎜

⎜⎜ ⎠

⎟

⎟⎟

2

1

4

Coâng thöùc Planck.

Rc

k TT ( )λπ

λ=2

4

E = kT

8/2/2019 VLA3-C1


30



Coâng thöùc Planck cho pheùp ta veõ ñöôïc ñöôøng ñaëc tröng phoå böùc

xaï cuûa vaät ñen tuyeät ñoái phuø hôïp vôùi keát quaû thöïc nghieäm ôû moïivuøng nhieät ñoä vaø moïi vuøng böôùc soùng khaùc nhau.

λ >> 1 hc/ λ << kT ehc/ λkT – 1 ≈ hc/ λkT

Coâng thöùc Planck Coâng thöùc Rayleigh – Jeans.

Rc

hc

e

T hc

kT

( )λπ

λλ

λ

=

−

⎛

⎝

⎜⎜

⎜ ⎠

⎟⎟

⎟

2

1

4 Rc

k TT ( )λπ

λ

=2

4

8/2/2019 VLA3-C1


31

1.3.3. Thuyeát photon cuûa Einstein


Naêm 1905, Einstein döïa treân thuyeát löôïng töû naêng löôïng cuûaPlanck ñaõ ñöa ra thuyeát löôïng tử aùnh saùng hay thuyeát photon.

Thuyeát löôïng töû cuûa Planck ñaõ neâu leân quan ñieåm hieän ñaïi veànaêng löôïng, naêng löôïng bò löôïng töû hoùa. Nhöng thuyeát naøy chöaneâu leân ñöôïc baûn chaát giaùn ñoaïn cuûa böùc xaï ñieän töø.

8/2/2019 VLA3-C1


32

1.3.3. Thuyeát photon cuûa EinsteinNoäi dung thuyeát phoâtoân cuûa Einstein:

Böùc xaï ñieän töø goàm voâ soá nhöõng haït raát nhoû goïi laø löôïng töûaùnh saùng hay caùc phoâtoân.

Vôùi moãi böùc xaï ñieän töø ñôn saéc nhaát ñònh, caùc phoâtoân ñeàu

gioáng nhau vaø mang moät naêng löôïng baèng ε = hν = hc/ λ. Trong moïi moâi tröôøng vaø caû chaân khoâng, caùc phoâtoân ñöôïc

truyeàn ñi vôùi cuøng vaän toác c = 3.108 m/s.

Khi moät vaät phaùt xaï hay haáp thuï böùc xaï ñieän töø coù nghóa laø vaätñoù phaùt xaï hay haáp thuï caùc photon.

Cöôøng ñoä cuûa chuøm böùc xaï tæ leä vôùi soá phoâtoân phaùt ra töø nguoàn

trong moät ñôn vò thôøi gian.


8/2/2019 VLA3-C1


33

Naêng löôïng cuûa phoâtoân:

2 2h hm

cc cε ν= = =

λKhoái löôïng cuûa photon:

Theo thuyeát töông ñoái:0

2

2

m

m v1

c

=−

20 2

vm m 1c

= −

Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa moät haït coù khoái löôïng nghæ mochuyeån ñoäng vôùi vaän toác v:

Em c

v

c

o=

−

2

2

21


1.3.4. Ñoäng löïc hoïc photonε = hν

8/2/2019 VLA3-C1


34


1.3.4. Ñoäng löïc hoïc photon

Khi photonchuyeån ñoäng vôùivaän toác v = c

Em c

v

c

o=

−

2

2

21

Töû soá cuõng phaûi = 0hay khoái löôïng nghæ

cuûa photon m o = 0

p = E/c = hν /c = h/ λThaymo = 0 E2 = c2p2 + (moc2)2

Động löôïng cuûa photon

8/2/2019 VLA3-C1


35

1.4. Hieäu öùng quang ñieän

1.4.1. Thí nghieäm Herzt

1.4.2. Giaûi thích hieäu öùng quangñieän treân cô sôû thuyeát photon

aùnh saùng

8/2/2019 VLA3-C1


36

1.4.1. Thí nghieäm

OÁng thaïch anh huùt heát

khoâng khí :Cöïc baèng kim loaïi kieàm laø

quang catod (B)

Cöïc coøn laïi goïi laø cöïc goùp (A).

V = ϕA - ϕB giöõa 2 cöïc coù theåthay ñoåi ñöôïc.

Ñieän keá A ño doøng ñieän.


8/2/2019 VLA3-C1


37

V > 0

Khi khoâng coù aùnh saùngchieáu vaøo, trong maïch khoângcoù doøng ñieän.

Khi chieáu aùnh saùng coù taànsoá thích hôïp vaøo quang catodthì trong maïch xuaát hieän

doøng ñieän.Doøng ñieän naøy ñöôïc goïi laø

doøng quang đ ieän



8/2/2019 VLA3-C1


38

Đo söï bieán thieân cuûacöôøng ñoä doøng quang ñieäntheo hieäu ñieän theá V, ta

ñöôïc ñöôøng cong a.



Taêng gaáp ñoâi cöôøng ñoäaùnh saùng vaø laëp laïi thí nghieäm. Ta ñöôïc ñöôøngcong b.

V thay ñoåi

8/2/2019 VLA3-C1


39

Khi V taêng thì I taêng.

Neáu tieáp tuïc taêng V thì I= I0 khoâng ñoåigoïi laø doøng baõo hoøaV > 0 => keùo electron phaùt ra töø

quang catod veà cöïc goùp => V caøng lôùn

thì electron tuï taäp ôû cöïc goùp caøng nhieàuvaø doøng quang ñieän caøng lôùn.Khi moïi quang electron phaùt ra ñeàu

tuï taäp veà cöïc goùp thì duø coù taêng V doøng

ñieän cuõng khoâng theå taêng theâm ñöôïcnöõa. Khi ñoù ta coù doøng baõo hoøa.



Nhận xeùt

Cöôøng ñoä doøng baõo hoøa tæ leä soá quang electron phaùt ra

8/2/2019 VLA3-C1


40

Khi cöôøng ñoä aùnh saùng taêng gaáp ñoâi

thì I0,b = 2I0,a

I0 tæ leä cöôøng ñoä aùnh saùng tôùi hay soá quang electron phaùt ra tæ leä cöôøng ñoä

aùnh saùng tôùi.V=0 vaãn coù doøng ñieän.

V = −Vo thì doøng quang ñieän môùi

trieät tieâu. Vo ñöôïc goïi laø theá haõm.



Nhận xeùt

Giaù trò V = −V o öùng vôùi khi caùc electron coù ñoäng naêng ban ñaàu lôùn

nhaát K max vöøa ñuùng bò haõm bôûi ñieän tröôøng.

8/2/2019 VLA3-C1


41

Tính Kmax töø V0



Naêng löôïng ñaàu:Ñoäng naêng: KmaxTheá naêng: Wt = -eϕB = 0(Choïn ϕ

B= 0).

Naêng löôïng sauÑoäng naêng: Kmax =0.Theá naêng: Wt = -e(-V0) = eV0(Choïn ñieän theá ϕ

A= -V

0)

Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa electron K max khoâng phuï thuoäc cöôøng ñoä aùnh saùng tôùi.

Kmax ~ Vo hay theá haõm V0khoâng phuï thuoäc cöôøng ñoäaùnh saùng tôùi.

Kmax + 0 = 0 + eVo Kmax = eVo

8/2/2019 VLA3-C1


42

Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi

cuûa electron K max laø moät haøm tuyeán tính cuûa taàn soá aùnh saùng.

Khi V0=0 thì coù ν0 goïi laø taàn

soá ngöôõng.K hi aùnh saùng ñeán coù taàn soá

nhoû hôn taàn soá ngöôõng, hieäu

öùng quang ñieän khoâng xaûy ra.

Böôùc soùng λ0 =c/ ν0 goïi laø ngöôõng quang ñieän cuûa kim loaïi

0 1 2 3 4 5 60

2

4

6

810

12

14

16

1820

ν0

T h e á h a õ m

V 0

( V o l t s )

Taàn soá ν (1015

Hz)



8/2/2019 VLA3-C1


43


1.4.2. Giaûi thích hieäu öùng quang điện

Kmax = hν - Wo.

Theo thuyeát aùnhsaùng, ñoäng naêng moätelectron bò böùt khoûibeà maët kim loaïi

K = hν - W hν: naêng löôïng photonW : coâng thoaùt

Electron coù coângthoaùt beù nhaát Wo seõcoù ñoäng naêng lôùnnhaát

8/2/2019 VLA3-C1


44


1.4.2. Giaûi thích hieäu öùng quang điệnVaán ñeà cöôøng ñoä

Cöôøng ñoä aùnh saùng taêng 2 laàn

Soá photon taêng 2 laàn

Soá quang electron vaø I0 taêng 2 laàn

Nhöng khi ñoù naêng löôïng cuûa moãi photon khoâng taêng, do ñoùñoäng naêng maø caùc electron thu ñöôïc khoâng phuï thuoäc vaøocöôøng ñoä aùnh saùng.

8/2/2019 VLA3-C1


45


1.4.2. Giaûi thích hieäu öùng quang điện

Kmax

= hν - Wo.

Vaán ñeà taàn soá

Cho Kmax = 0

Wo = hνo = hc/ λ0

Neáu cho ν < νo thì caùcelectron khoâng theåthoaùt khoûi beà maët kimloaïi. Ñieàu ñoù giaûithích söï toàn taïi cuûa taàn

soá ngöôõng νo

Khi ñoù caùc electron haáp thuï vöøañuùng moät naêng löôïng ñuû ñeå thoaùtkhoûi beà maët kim loaïi maø khoângcoù ñoäng naêng ban ñaàu.

1 4 Hi ä ù ñi ä

8/2/2019 VLA3-C1


46


1.4.2. Giaûi thích hieäu öùng quang ñieän

Do naêng löôïng cuûa aùnh saùng ñöôïc taäp

trung thaønh töøng chuøm nhoû, neân khi haápthuï moät photon coù naêng löôïng lôùn hôn

coâng thoaùt, electron coù khaû naêng baät ratöùc thì khoûi maët kim loaïi.

Vaán ñeà thôøi gian

1 5 Hi ä öù C t

8/2/2019 VLA3-C1


47

1.5. Hieäu öùng Compton

1.5.1. Thí nghieäm Compton1.5.2. Giaûi thích cuûa Compton

1 5 Hi ä öù C t

8/2/2019 VLA3-C1


48

Moät chuøm tia X ñôn saéc taùn xaï treân moät bia baèng carbon.

1.5. Hieäu öng Compton

1.5.1. Thí nghieäm Compton

Chuẩn tr ực

Bia

Nguồn tia X

1 5 Hieäu öùng Compton

8/2/2019 VLA3-C1


49

Soùng tôùi: λ

Soùng taùn xaï: λ'.

Hieäu soá ∆λ ñöôïc goïi laø dòch chuyeån Compton.

∆λ khoâng phuï thuoäc vaøo

loaïi vaät lieäu laøm taùn xaï maøchæ phuï thuoäc vaøo goùc taùn xaï .


1.5.1. Thí nghieäm Compton


8/2/2019 VLA3-C1


50

Giaû thieát raèng tia X goàm caùc doøng haït photon coù naêng löôïng

vaø xung löôïng xaùc ñònh.

Söï taùn xaï cuûa tia X trong bia laø söï va chaïm ñaøn hoài giöõa hai

haït laø photon vaø electron, caùc electron ban ñaàu ñöùng yeân vaø gaàn nhö hoaøn toaøn töï do.

Sau va chaïm, photon bò leäch höôùng vaø maát moät phaàn naêng

löôïng => ν bò giaûm thaønh ν', töông öùng vôùi böôùc soùng λ'.


1.5.2. Giaûi thích cuûa Compton


8/2/2019 VLA3-C1


51


1.5.2. Giaûi thích cuûa Compton

)cos1(

cm

h'

e

θ−=λ−λ=λ∆

' 2

0

h2 sin ( )

(m c) 2

θ∆λ λ λ− =


8/2/2019 VLA3-C1


52


Söï dòch chuyeånCompton ∆λ chæ phuï thuoäc vaøo

goùc taùn xaï vaø khoâng phuï thuoäc

böôùc soùng tôùi.

Keát luaän

8/2/2019 VLA3-C1


53

Ket luaän

Ứng vôùi aùnh saùng vuøng hoàng ngoaïi (böùc xaï cuûa VÑTÑ), töû ngoaïi(hieäu öùng quang ñieän) vaø vuøng tia X (hieäu öùng Compton) cho thaáy

aùnh saùng ñeàu theå hieän baûn chaát haït.Nhöng aùnh saùng cuõng theå hieän tính chaát soùng qua caùc hieän

töôïng giao thoa, nhieãu xaï. Nhö vaäy coù theå noùi aùnh saùng vöøa coù tính

chaát soùng,vöøa coù tính chaát haït.Tính chaát haït cuûa aùnh saùng theå hieän caøng roõ khi böôùc soùng cuûa

noù caøng beù. Khi ñoù hieän töôïng nhieãu xaï caøng khoù quan saùt vaø ñònhluaät truyeàn thaúng cuûa aùnh saùng caøng ñuùng.

VAÄT LYÙ LÖÔNG TÖÛ

8/2/2019 VLA3-C1


54

VAÄT LY LÖÔÏNG TÖ

VAÄT LYÙ LÖÔNG TÖÛ

8/2/2019 VLA3-C1


55

VAÄT LY LÖÔÏNG TÖ

Documents

VLA3-C1