CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
1 Hiện tượng quang điện ngoài, thuyết lượng tử
a. Hiện tượng quang điện
- Hiện tượng ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (ngoài).
+ Định luật giới hạn quang điện
- Định luật: Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng ( ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện (0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện.


- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng cho kim loại đó.
b. Thuyết lượng tử ánh sáng
1. Giả thuyết Plăng
- Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và hằng hf; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra; còn h là một hằng số.


h gọi là hằng số Plăng: h = 6,625.10-34J.s
3. Thuyết lượng tử ánh sáng
a. Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
b. Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng hf.
c. Phôtôn bay với tốc độ c = 3.108m/s dọc theo các tia sáng.
d. Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn.
4. Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lượng tử ánh sáng
- Mỗi phôtôn khi bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho 1 êlectron.
- Công để “thắng” lực liên kết gọi là công thoát (A).
- Để hiện tượng quang điện xảy ra:
hf ( A hay
(
,
Đặt
( ( ( (0.

2. Hiện tượngquang điện bên trong
Hiện tượng tạo thành các electron dẫn và lỗ trống trong bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng thích hợp, gọi là hiện tượng quang điện trong.
a. Hiện tượng quang dẫn
Hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn.
Trong hiện tượng quang dẫn, ánh sáng kích thích sẽ giải phóng các electron liên kết thành electron chuyển động tự do trong khối bán dẫn. Mặt khác mỗi electron bị bứt ra lại tạo ra một lổ trống tích điện dương tham gia trong quá trình dẫn điện. Do đó chất bán dẫn bị chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp sẽ trở thành dẫn điện tốt.
b. Quang điện trở
Quang điện trở được chế tạo dựa trên hiệu ứng quang điện trong. Đó là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm ánh sáng chiếu vào nó thay đổi.
c. Pin quang điện
Pin quang điện là nguồn điện trong đó quang năng được biến đổi trực tiếp thành điện năng. Hoạt động của pin dựa trên hiện tượng quang điện bên trong của một số chất bán dẫn như đồng ôxit, sêlen, silic, … . Suất điện động của pin thường có giá trị từ 0,5V đến 0,8V
3.Hiện tượng quang phát quang, sơ lược về laze
a. Sự phát quang
+ Có một số chất khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng nào đó, thì có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy. Các hiện tượng đó gọi là sự phát quang.
+ Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng cho nó.
+ Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn tiếp tục kéo dài thêm một thời gian nào đó, rồi mới ngừng hẵn. Khoảng thời gian từ lúc ngừng kích thích cho đến lúc ngừng phát quang gọi là thời gian phát quang.
* Lân quang và huỳnh quang
+ Sự huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s). Nghĩa là ánh sáng phát quang hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí.
+ Sự lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (từ 10-8s trở lên); nó thường xảy ra với chất rắn. Các chất rắn phát quang loại này gọi là chất lân quang.
* Ứng dụng của hiện tượng phát quang
Sử dụng trong các đèn ống để thắp sáng, trong các màn hình của dao động kí điện tử, tivi, máy tính, sử dụng sơn phát quang quét trên các biển báo giao thông.
b. Sơ lược về laze
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng.
Một vài ứng dụng của laze
- Y học: dao