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


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

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