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


Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 90)
23/02/2020
Berkelium Vào cuối thập niên 1940, giấc mơ của các nhà giả kim ngày xưa không những biến thành hiện thực, mà còn chuyển thành
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 89)
23/02/2020
Americium Giống plutonium đứng trước nó, americium được điều chế bởi Glenn T. Seaborg và một nhóm nhà khoa học Berkeley làm việc
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần cuối)
22/02/2020
TRỞ THÀNH LOẠI IV Trong cùng một dòng chảy nơi viên cảnh đó, lựa chọn thứ hai là chúng ta tiến hóa thành một nền văn minh
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 43)
22/02/2020
14. RỜI KHỎI VŨ TRỤ Trái đất đang chết dần. Trong bộ phim Interstellar, một thảm họa khiến khí hậu trở nên đáng sợ đã
Ai đã phát minh ra ABC?
16/02/2020
Lâu nay người ta vẫn cho rằng các thư lại Ai Cập đã sáng chế ra bảng chữ cái đầu tiên. Tuy nhiên, đó chưa phải là toàn bộ
Toán học cấp tốc (Phần 10)
15/02/2020
e e là một số siêu việt và là một trong những hằng số cơ bản của toán học. Được gọi là hằng số Euler, nó có giá trị
Toán học cấp tốc (Phần 9)
15/02/2020
Số đại số và số siêu việt Một số đại số là nghiệm của một phương trình chứa lũy thừa của biến x, một đa thức
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 62)
15/02/2020
Chương 18 BOM KHINH KHÍ, TÊN LỬA LIÊN LỤC ĐỊA, LASER VÀ TƯƠNG LAI Sau sự phát triển bom nguyên tử, bản chất của chiến tranh

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