Hóa Lí căn bản - Phần 13

THUYẾT LƯỢNG TỬ BỨC XẠ

Lí thuyết sóng của sự truyền năng lượng bức xạ dường như ngụ ý rằng năng lượng được phát ra (hoặc hấp thụ) thành các sóng liên tục. Vào năm 1900, Max Planck đã nghiên cứu các vạch phổ thu được từ bức xạ vật nóng ở những nhiệt độ khác nhau. Theo ông, bức xạ ánh sáng được phát ra không liên tục bởi các phân tử của vật nóng, mỗi bức xạ dao động với một tần số riêng tăng theo nhiệt độ. Từ đó Planck đề xuất một lí thuyết mới rằng một vật nóng phát xạ năng lượng không theo các sóng liên tục mà theo những đơn vị nhỏ của sóng. “Sóng đơn vị” hay “xung năng lượng” đó được gọi là lượng tử. Vào năm 1905, Albert Einstein đã chứng minh rằng các bức xạ ánh sáng phát ra bởi các nguyên tử hay phân tử “kích thích” cũng được truyền đi dưới dạng hạt hay các lượng tử năng lượng. Những lượng tử ánh sáng này được gọi là photon.

(1) Khi nguyên tử hay phân tử hấp thụ hoặc phát ra năng lượng bức xạ, thì chúng hấp thụ hoặc phát xạ theo những “đơn vị sóng” rời rạc gọi là lượng tử hay photon. Như vậy, bức xạ ánh sáng thu được từ các nguyên tử “kích thích” là gồm một dòng hạt photon chứ không phải các sóng liên tục.

(2) Năng lượng, E, của một lượng tử hay photon được cho bởi hệ thức
E = hν                                                                                                    (1)
trong đó ν là tần số của bức xạ phát ra, và h là hằng số Planck. Giá trị của h bằng 6,62 × 10-27 erg.s hoặc 6,62.10-34 Js.
Ta biết rằng c, vận tốc bức xạ, được cho bởi phương trình
c = λν                                                                                                    (2)
Thay giá trị của n từ (2) vào (1), ta có thể viết
E = hc/λ
Như vậy, độ lớn của một lượng tử hay photon năng lượng tỉ lệ thuận với tần số của năng lượng bức xạ, hay tỉ lệ nghịch với bước sóng λ của nó.

(3) Một nguyên tử hay phân tử có thể phát xạ (hay hấp thụ) hoặc một lượng tử năng lượng (hν) hoặc bất kì bội số nguyên nào của đơn vị này.

Hình 1.20
Một sóng liên tục và các photon.

Như vậy, năng lượng bức xạ có thể được phát ra là hν, 2hν, 3hν, và vân vân, chứ không bao giờ là 1,5hν, 3,27hν, 5,9hν, hay bất kì giá trị phân số nào khác của hν, tức là nhν.

Thuyết lượng tử cung cấp một cơ sở để giải thích hiệu ứng quang điện, quang phổ nguyên tử, và đồng thời giúp tìm hiểu các khái niệm hiện đại của cấu trúc nguyên tử và phân tử.

BÀI TẬP GIẢI SẴN

Tính độ lớn năng lượng của photon (hay lượng tử) đi cùng với ánh sáng bước sóng 6057,8 angstrom. (1 angstrom = 10-8 cm)

GIẢI

(a)    Tính tần số:
  ν = c/λ = (3,0 × 1010 cms-1)/(6057,8 × 10-8 cm) = 4,952 × 1014 s-1

(b)   Tính năng lượng:
E
= hν = (6,625 × 10-34 Js)(4,952 × 1014s-1) = 3,281 × 10-19 J

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
  << Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


M106: Thiên hà xoắn ốc có tâm khác thường
21/07/2019
Điều gì đang xảy ra tại tâm của thiên hà xoắn ốc M106? Là một đĩa sao và chất khí xoáy tít, diện mạo của M106 nổi bật
5 lí do nên thám hiểm các tiểu hành tinh
21/07/2019
Chính vào hôm Trái Đất sống sót sau một vụ va chạm suýt xảy ra với tiểu hành tinh 367943 Duende, các máy quay ở Nga đã bất
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 64)
21/07/2019
Lực hấp dẫn lượng tử Lực hấp dẫn là lực duy nhất chưa dung hòa được với cơ học lượng tử. Thuyết tương đối rộng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 63)
21/07/2019
Điện động lực học lượng tử Điện động lực học lượng tử (QED – quantum electrodynamics) là lí thuyết trường mô tả
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 32)
21/07/2019
Khám phá vành sao Thổ 1610 Galileo Galilei (1564–1642), Giovanni Domenico Cassini (1625–1712), Christiaan Huygens (1629–1695) “Các vành sao
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 31)
21/07/2019
Các định luật Kepler về chuyển động hành tinh 1609 Johannes Kepler (1571–1630) “Mặc dù Kepler ngày nay chủ yếu được nhớ
Sai lệch 9 phần trăm
10/07/2019
Một sai lệch giữa các phép đo về hằng số Hubble khiến các nhà khoa học phát vấn liệu có điều gì đó không đúng trong hiểu
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 44)
10/07/2019
Chương 12 HÊ, NHÌN ĐI… NÓ BAY KÌA! Khí động lực học và những máy bay đầu tiên Không bao lâu sau khi những máy bay đầu tiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com