Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện, vật dẫn đặt cô lập về điện

1. Công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện

Anh-xtanh cho rằng, hiện tượng quang điện xảy ra là do eelectron hấp thụ phôtôn của ánh sáng kích thích. Phô tôn bị hấp thụ thì truyền toàn bộ năng lượng của nó cho electron. Năng lượng \(\varepsilon\) này được dùng để

  • Cung cấp cho electron một công A, công này được gọi là công thoát, để electron thắng được lực liên kết với mạng tinh thể và thoát ra khỏi bề mặt kim loại;
  • Truyền cho electron đó một động năng ban đầu;
  • Truyền một phần năng lượng cho mạng tinh thể.

Nếu electron này nằm ngay trên bề mặt kim loại thì nó có thể thoát ra ngay mà không mất năng lượng truyền cho mạng tinh thế. Động năng ban đầu cực đại của electron này có giá trị cực đại là \(\frac{mv_{0max}^2}{2}\).

Mà giữa động năng ban đầu cực đại của quang êlectron và độ lớn của hiệu điện thế hãm trong tế bào quang điện có hệ thức: \(\frac{1}{2}mv_{0max}^2= eU_h .\) 

Áp dụng định luật quang điện ta có

                       \(hf = A+\frac{mv_{0max}^2}{2}= \frac{hc}{\lambda_0}+eU_h \ \ (1)\)

\(\lambda_0\) là giới hạn quang điện của kim loại, \(U_h\) là độ lớn của hiệu điện thế hãm trong tế bào quang điện (V), \(e = 1,6.10^{-19}C.\)

Đây chính là công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện.

2. Vật cô lập về điện

Bài toán chiếu bức xạ vào một quả cầu kim loại đặt xa các vật khác (cô lập), một số câu hỏi thường gặp

  • Quả cẩu được tích điện đến điện thế cực đại là bao nhiêu ?

Ban đầu quả cầu chưa tích điện. Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ vào quả cầu thì êlectron bị bứt ra khỏi mặt quả cầu và quả cầu tích điện dương, quả cầu có một điện thế.

Số êlectron bị bứt ra khỏi bề mặt quả cầu ngày càng nhiều, điện thế quả cầu tăng dần và khi điện thế quả cầu đạt tới giá trị cực đại \(V_{max}\) thì các êlectron vừa mới bứt ra thêm, lại bị hút trở lại quả cầu, và hiệu điện thế không tăng nữa.

Vậy giá trị cực đại \(V_{max}\) của điện thế quả cầu chính là hiệu điện thế hãm trong tế bào quang điện

                                                    \(V_{max}=U_h . \ \ (2)\)

Sau đó có thể thay (2) vào công thức Anh-xtanh (1) đề giải bài toán.

 

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...