Lượng tử ánh sáng – Trần Thế Ân

Ebook Lượng tử ánh sáng – Trần Thế Ân gồm nội dụng sau đây:

A. Lý thuyết

1. Hiện tượng quang điện – Thuyết lượng tử ánh sáng

* Hiện tượng quang điện:

Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện (gọi tắt là hiện tượng quang điện).

* Các định luật quang điện

+ Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện):

Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng  \( \lambda \)  ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện  \( {{\lambda }_{0}} \) của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện:  \( \lambda \le {{\lambda }_{0}} \).

+ Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bão hòa):

Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có  \( \lambda \le {{\lambda }_{0}} \)), cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích.

+ Định luật quang điện thứ ba (định luật về động năng cực đại của quang electron):

Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.

* Thuyết lượng tử ánh sáng:

+ Chùm ánh sáng là một chùm các photon (các lượng tử ánh sáng). Mỗi photon có năng lượng xác định  \( \varepsilon =hf \) (f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng). Cường độ của chùm sáng tỉ lệ với số photon phát ra trong 1 giây.

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

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

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

Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có photon đứng yên.