CHƯƠNG II: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

§1. Thuyết lượng tử (Plăng).

Nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục, mà thành từng phần riêng biệt gọi là lượng tử năng lượng. Mỗi lượng tử mang một năng lượng xác định

$\varepsilon$ = hf, với f là tần số của ánh sáng hấp thụ hay bức xạ.

Hằng số Plăng h = 6,625 . $10^{-34}$J.s

§2. Hiện tượng quang điện.

1. Hiện tượng (Hécxơ).

Khi chiếu một chùm ánh sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào một tấm kim loại thì các electron ở mặt kim loại bị bật ra: hiện tượng quang điện.

2. Các định luật quang điện và giải thích (của Anhxtanh) bằng thuyết lượng tử.

- Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

hf = A + $\large \frac{mv_{0}^{2}}{2}$ (*)

Với:

* hf = Năng lượng do một lượng tử ánh sáng (phôtôn) tải tới.

A = Công thoát của một êlectrôn khỏi kim loại (phụ thuộc bản chất kim loại).

$\large \frac{mv_{0max}^{2}}{2}$ = Động năng còn dư cực đại của một quang êlectrôn (êlectrôn bật khỏi kim loại được chiếu sáng).

- Định luật quang điện thứ nhất:

Với mỗi kim loại nhất định, hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng $\lambda$ của ánh sáng tới (kích thích) nhỏ hơn bước sóng giới hạn quang điện $\lambda _{0}$.

- Định luật quang điện thứ hai:

Cường độ dòng quang điện bão hòa ($I_{bh}$) tỉ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích.

- Định luật quang điện thứ ba:

Động năng còn dư cực đại của quang êlectrôn không phụ thuộc cường độ chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc bước sóng của chùm sáng này và bản chất của kim loại (catot).

§3. Thuyết lượng tử trong nguyên tử hiđrô.

1. Thuyết Bo.

- Nguyên tử vật chất chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng lượng xác định (gồm động năng và thế năng liên kết với hạt nhân của các electron), gọi là trạng thái dừng. Ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ. Năng lượng càng thấp, trạng thái càng bền vững.

- Nguyên tử chuyển đổi trạng thái dừng ứng với các mức năng lượng $E_{m}$ và $E_{n}$ ($E_{m}$ > $E_{n}$).

* Từ $E_{n}$ lên $E_{m}$: nguyên tử hấp thụ một phôtôn có

$hf_{mn}$ = $E_{m}$ - $E_{n}$

* Từ $E_{m}$ xuống $E_{n}$: nguyên tử phát phôtôn có năng lượng như trên.

2. Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô

Mô hình phát quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô.

Tần số hay bước sóng của vạch quang phổ phát ra:

f = $\large \frac{c}{\lambda }$ = $\large \frac{E_{m}-E_{n}}{h}$

* c = 3.$10^{8}$m/s

* $E_{m}$ > $E_{n}$