Ôn tập chương 6 - Lượng tử ánh sáng
I – THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
- Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt được gọi là photon.
Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số \(f\), các photon đều giống nhau, mỗi photon mang năng lượng \(\varepsilon = hf\)
- Trong chân không, photon bay với tốc độ \(c = {3.10^8}m/s\) dọc theo các tia sáng.
Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động, không có photon đứng yên
- Mỗi lần nguyên tử hay phân tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một photon
II – CÔNG SUẤT NGUỒN ĐƠN SẮC
\(P = n\varepsilon = n.hf = n\dfrac{{hc}}{\lambda }\)
Trong đó:
- \(n\): số hạt photon phát ra từ nguồn trong một đơn vị thời gian (trong 1 giây)
- \(\varepsilon \): năng lượng photon
III – HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI, QUANG ĐIỆN TRONG, QUANG – PHÁT QUANG
IV – LAZE
- Laze là một nguồn sáng phát có tính đơn sắc, tính định hướng (song song), tính kết hợp rất cao và cường độ lớn
- Laze có những ứng dụng sau:
+ Tia laze có ưu thế đặc biệt trong thông tin liên lạc vô tuyến (như truyền thông bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển con tàu vũ trụ, …)
+ Tia laze được dùng như dao mổ trong phẫu thuật, để chữa một số bệnh ngoài da (nhờ tác dụng nhiệt), …
+ Tia laze được dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút trỏ bảng, …
+ Ngoài ra, tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, … chính xác các vật liệu trong công nghiệp.
V – MẪU NGUYÊN TỬ BO
- Tiên đề 1:
+ Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác định \({E_n}\) gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng năng lượng không bức xạ.
+ Bán kính quỹ dạo dừng: \({r_n} = {n^2}{r_0}\)
+ Năng lượng electron trong nguyên tử hiđro: \({E_n} = - \dfrac{{13,6}}{{{n^2}}}eV\) với \(n \in N*\)
Khi e chuyển động trên quỹ đạo n, lực hút tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm:
\(\left\{ \begin{array}{l}{F_{ht}} = {F_{CL}} \leftrightarrow \dfrac{{mv_n^2}}{{{r_n}}} = \dfrac{{k{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}} = \dfrac{{k{e^2}}}{{{r_n}^2}}\\{r_n} = {n^2}{r_0}\end{array} \right. \to {v_n} = e\sqrt {\dfrac{k}{{{r_n}m}}} = \dfrac{e}{n}\sqrt {\dfrac{k}{{{r_0}m}}} \) với \(k{\rm{ }} = {\rm{ }}{9.10^9}\)
Tần số, tốc độ góc: \(f = \dfrac{\omega }{{2\pi }} = \dfrac{{{v_n}}}{{2\pi {r_n}}}\)
- Tiên đề 2:
+ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng \({E_n}\) sang trạng thái có năng lượng \({E_m} < {\rm{ }}{E_n}\) thì nó phát ra một photon có năng lượng \(\varepsilon = {E_n} - {E_m}\).
+ Ngược lại, nếu nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng \({E_m}\) mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu \({E_n}-{\rm{ }}{E_m}\) thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng \({E_n}\) lớn hơn.