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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

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

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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