Hệ thống công thức chương 6 Vật Lý 12: Lượng tử ánh sáng

Lý thuyết công thức chương 6 Vật Lý 12

Dưới đây là các lý thuyết được tổng hợp sơ lược cũng như chi tiết về công thức chương 6 vật lý 12:

Bạn đang xem: Hệ thống công thức chương 6 Vật Lý 12: Lượng tử ánh sáng

Hiện tượng quang điện ngoài

a. Hiện tượng quang điện ngoài: Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi bề mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài. Các êlectron bị bật ra gọi là các êlectron quang điện. (công thức chương 6 vật lý 12)

b. Định luật quang điện:

Hiện tượng quang điện chỉ xuất hiện khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ0 , λ0 gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó. .

λ≤λ0 (công thức chương 6 vật lý 12)

c. Thuyết lượng tử ánh sáng:

+ Chùm ánh sáng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng nắm rõ ràng (năng lượng của 1 phô tôn e = hf (J). (công thức chương 6 vật lý 12)

Nếu trong chân không thì ε=hf=hcλ  (Công thức lý 12 chương sóng ánh sáng)

f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng.

h=6,625.10-34 J.s : hằng số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng trong chân không.

+ Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây.

+ Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn.

+ Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không.

+ Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liên tục.

+Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. vẫn chưa có phôtôn đứng yên.

d. Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:

hf = hcλℎ= A + 1212mv20max0max2. (công thức chương 6 vật lý 12)

+Bảng thành quả giới hạn quang điện

e. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng

+Ánh sáng vừa có phẩm chất sóng, vừa có phẩm chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt.

+Trong mỗi hiện tượng quang học, ánh sáng thường thể hiện rỏ một trong hai phẩm chất trên. Khi tính chất sóng thể hiện rỏ thì tính chất hạt lại mờ nhạt, và ngược lại.

+Sóng điện từ có bước sóng càng ngắn, phôtôn có năng lượng càng lớn thì phẩm chất hạt thể hiện càng rõ, như ở hiện tượng quang điện, ở năng lực đâm xuyên, khả năng phát quang…,còn tính chất sóng càng mờ nhạt.

+Trái lại sóng điện từ có bước sóng càng dài, phôtôn ứng với nó có năng lượng càng nhỏ, thì phẩm chất sóng lại thể hiện rỏ hơn như ở hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, còn tính chất hạt thì mờ nhạt.

a. Chất quang dẫn

Xem thêm : Đề thi Vật lý 8 Giữa Học kì 1 năm 2023 kèm đáp án (bộ 4 đề)

Chất quang dẫn là những chất bán dẫn, dẫn điện kém khi không bị rọi sáng và dẫn điện tốt khi bị chiếu ánh sáng thích hợp.

b. Hiện tượng quang điện trong

Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để chúng biến thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào công đoạn dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong. (công thức chương 6 vật lý 12)

c. Quang điện trở

Được chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. đó là một tấm bán dẫn có thành quả điện trở chỉnh sửa khi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào nó thích hợp.

d. Pin quang điện

Pin quang điện là nguồn điện trong số đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. công việc của pin dựa trên hiện tượng quang điện trong của một số chất bán dẫn ( đồng ôxit, sêlen, silic,…). Suất điện động của pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V

Pin quang điện (pin mặt trời) đã trở thành nguồn cung cấp điện cho các vùng sâu vùng xa, trên các vệ tinh nhân tạo, con tàu vũ trụ, trong các máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi. … (công thức chương 6 vật lý 12)

e. so sánh hiện tượng quang điện ngoài và quang điện trong:

Xem thêm: Công thức tổng quát của Ankadien: Tính chất hoá học, điều chế, ứng dụng

Do điểm tốt chỉ cần as kích thích có năng lượng nhỏ (bước sóng dài như as nhìn thấy) nên hiện tượng quang điện trong được phần mềm trong quang điện trở (điện trở thay đổi khi chiếu as kích thích, sử dụng trong các mạch điều khiển tự động) và pin quang điện (biến trực tiếp quang năng thành điện năng). Đây là một trong những chương công thức chương 6 vật lý 12 bạn cần phải nhớ

Mẫu nguyên tử Bohr

a. Mẫu nguyên tử của Bo

+Tiên đề về tình trạng dừng

-Nguyên tử chỉ hiện hữu trong một vài hiện trạng có năng lượng nắm rõ ràng En, gọi là các hiện trạng dừng. Khi ở tình trạng dừng, nguyên tử không bức xạ.

-Trong các hiện trạng dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn nắm rõ ràng gọi là quỹ đạo dừng.

-Công thức tính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô: rn = n2r0, với n là số nguyên và r0 = 5,3.10-11 m, gọi là bán kính Bo (lúc e ở quỹ đạo K)

Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô: En=−13,6n2(eV) Với n ∈∈ N*. (công thức chương 6 vật lý 12)

-Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái căn bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian nguyên tử ở tình trạng kích thích rất ngắn (cỡ 10-8 s). Sau đó nguyên tử chuyển về hiện trạng dừng có năng lượng thấp hơn và cuối cùng về tình trạng cơ bản.

+ Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

-Khi nguyên tử chuyển từ tình trạng dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng: e = hfnm = En – Em. (công thức chương 6 vật lý 12)

-Ngược lại, nếu nguyên tử ở hiện trạng dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang hiện trạng dừng có năng lượng En lớn hơn.

-Sự chuyển từ hiện trạng dừng Em sang tình trạng dừng En ứng với sự nhảy của electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn và trái lại.

b. Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hidrô

-Nguyên tử hiđrô có các hiện trạng dừng không giống nhau EK, EL, EM, … .

Lúc đó electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng K, L, M, …

-Khi electron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức năng

Lượng thấp hơn (Ethấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng xác định: hf = Ecao – Ethấp. (công thức chương 6 vật lý 12)

Xem thêm : Công thức suất điện động và điện trở nguồn điện | Vật lý 11

-Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=cf , tức là một vạch quang phổ có một màu (hay một vị trí) nhất định. Điều đấy lí giải quang phổ phát xạ của hiđrô là quang phổ vạch.

-Ngược lại nếu như một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng Ethấp nào đấy mà nằm trong một chùm ánh sáng trắng, trong số đó có tất cả các phôtôn có năng lượng từ lớn đến nhỏ không giống nhau, thì lập tức nguyên tử đấy sẽ hấp thụ một phôtôn có năng lượng phù hợp e = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức năng lượng Ecao. Như vậy, một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xảy ra một vạch tối. do đó quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch.

Sơ lược về laze

Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc app hiện tượng phát xạ cảm ứng. (công thức chương 6 vật lý 12)

a. Đặc điểm của laze

+ Laze có tính đơn sắc rất cao.

+ Tia laze là chùm sáng kết hợp (các phôtôn trong chùm có cùng tần số và cùng pha).

+ Tia laze là chùm sáng song song (có tính định hướng cao).

+ Tia laze có cường độ lớn. Ví dụ: laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 106 W/cm2.

b. Một vài app của laze

+ Tia laze được dùng như dao mổ trong phẩu thuật mắt, để chữa một vài bệnh ngoài da (nhờ tác dụng nhiệt), .

+ Tia laze dùng truyền thông thông tin bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển con tàu vũ trụ, …

+ Tia laze sử dụng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, bản đồ, thí nghiệm quang học ở trường phổ thông, …

+ Tia laze được sử dụng trong đo đạc , ngắm đưởng thẳng …

+ Ngoài ra tia laze còn được sử dụng để khoan, cắt, tôi, …chính xác các vật liệu trong công nghiệp.

Bài tập minh họa công thức chương 6 Vật Lý 12

Bài 1 – Bài tập Chương 6 lý 12:

Hướng dẫn giải:Từ công thức: λ0=hcA⇒A=hcλ0 =6,625.10−34.3.1081,88.10−6=6,625.10−34.3.1081,88.10−6

=1,057.10-19 J = 0,66eV

Bài 2 – Bài tập Chương 6 lý 12:

Chỉ dẫn giải:1. λ0=hcA=>A=hcλ0=1,875eV=3.10-19 J .

2. Ta có Wdmax=hc(1λ−1λ0 = 9,63.10-20 J

=> v0=√2hcme(1λ−1λ0)=2ℎ

Thế số: v0=√2.6,625.10−34.3.1089,1.10−31.10−6(10,5−10,66)0=2.6,625.10−34.3.1089,1.10−31.10−6(10,5−10,66)

= 460204,5326 = 4,6.105 m/s

Kết luận

Trên đây là tài liệu công thức chương 6 vật lý 12 Lượng Tử Ánh Sáng. Hy vọng rằng tài liệu này sẽ giúp các em ôn tập tốt và hệ thống lại tổng hợp kiến thức Chương 6 Vật Lý 12 hiệu quả hơn. Đừng quên truy cập Thcsmacdinhchi.edu.vn để không bỏ lỡ những thông tin mới nhất của chúng tôi nhé!