|
1. Thí nghiệm Hecxơ
Năm 1887, nhà bác học Hecxơ người Đức đã làm thí nghiệm sau: chiếu một chùm ánh sáng do một hồ quang phát ra vào một tấm kẽm tích điện âm, gắn trên một điện nghiệm (có thể thay điện nghiệm bằng tĩnh điện kế). Ông thấy hai lá của điện nghiệm cụp lại. Điều đó chứng tỏ tấm kẽm đã mất điện tích âm.
Nếu tấm kẽm tích điện dương thì không có hiện tượng gì xảy ra.
Hiện tượng cũng xảy ra tương tự nếu thay tấm kẽm bằng các tấm đồng, nhôm, bạc, niken v.v…
Nếu dùng một tấm thuỷ tinh không màu chắn chùm tia hồ quang thì hiện tượng trên không xảy ra. Ta biết rằng thuỷ tinh hấp thụ mạnh các tia tử ngoại.
Nhiều thí nghiệm tương tự đã đưa ta đến kết luận: khi chiếu một chùm sáng thích hợp (có bước sóng ngắn) vào mặt một tấm kim loại thì nó làm cho các electrôn ở mặt kim loại đó bị bật ra. Đó là hiện tượng quang điện.
Thực ra, khi chiếu ánh sáng tử ngoại vào tấm kẽm tích điện dương thì vẫn có êlectrôn bị bật ra. Tuy nhiên, chúng lập tức bị hút trở lại, nên điện tích của tấm kẽm coi như không thay đổi.
2. Thí nghiệm với tế bào quang điện
a) Tế bào quang điện là một bình chân không nhỏ trong đó có hai điện cực: anốt A và catốt K. Anốt( anôt) là một vòng dây kim loại. Catốt ( catôt) có dạng một chỏm cầu làm bằng kim loại (mà ta cần nghiên cứu) phủ ở thành trong của tế bào.
- ánh sáng do một hồ quang phát ra, được chiếu qua một kính lọc F để lọc lấy một thành phần đơn sắc nhất định, chiếu vào catốt K.
- Ta thiết lập giữa anốt và catốt một điện trường nhờ bộ acquy E. Hiệu điện thế U giữa A và K có thể thay đổi (về độ lớn và về dấu) nhờ thay đổi vị trí của chốt cắm C trên bộ nguồn.
Một vôn kế V dùng để đo hiệu điện thế U và một miliampe kế nhậy G để đo cường độ dòng điện chạy qua tế bào quang điện.
Điện trở trong của các acquy rất nhỏ so với điện trở của tế bào quang điện.
- Khi chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng ngắn thì trong mạch xuất hiện dòng điện mà ta gọi là [lk]dòng quang điện[/lk].
Trong tế bào quang đienẹ, dòng quang điện có chiều từ anốt sang catốt. Nó là dòng các êlectrôn quang điện bay từ catốt sang anốt dưới tác dụng của điện trường giữa anốt và catốt.
b) Nghiên cứu sự phụ thuộc của hiện tượng quang điện vào bước sóng của ánh sáng kích thích (ánh sáng chiếu vào catốt) người ta thấy: đối với mỗi kim loại dùng làm catốt, ánh sáng kích thích phải có bước sóng nhỏ hơn một giới hạn  nào đó thì mới gây ra được hiện tượng quang điện. Nếu ánh sáng kích thích có bước sóng lớn hơn thì dù chùm ánh sáng có mạch cũng không gây ra hiện tượng quang điện.
c) Sau khi chiếu ánh sáng vào catốt để gây ra hiện tượng quang điện, người ta nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng quang đienẹ I vào hiệu điện thế UAK giữa anốt và catốt. Kết quả nghiên cứu được biểu thị bằng đường cong 1 trên hình 8.3. Đồ thị này gọi là đường đặc trưng von-ampe của tế bào quang điện.
Thoạt tiên khi tăng  thì dòng quang điện  tăng. Khi đạt đến một giá trị nào đó thì cường độ dòng quang điện đạt đến giá trị bão hoà  .
Sau đó giá trị của cường độ dòng quang điện sẽ không đổi dù có tăng .
d) Nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng quang điện bão hoà vào cường độ của chùm ánh sáng kích thích, ta thấy tỉ lệ thuận với cường độ
e) Muốn cho dòng quang điện triệt tiêu hoàn toàn thì phải đặt giữa anốt và catốt một hiệu điện thế âm  nào đó ( ). được gọi là hiệu điện thế hãm. Giá trị của ứng với giao điểm của đường đặc trưng vôn-ampe của tế bào quang điện với trục hoành.
Thí nghiệm cho thấy giá trị của hiệu điện thế hãm ứng với mỗi kim loại dùng làm catốt hoàn toàn không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng của chùm sáng kích thích đó. Nếu hai chùm sáng kích thích 1 và 2, đơn sắc, có cùng bước sóng, thì các đường đặc trưng von-ampe 1 và 2 sẽ cắt trục  tại cùng một điểm
Một số bài tập
|
Góp ý với Onthi.com
, số electron bị bứt ra khỏi catot của 
electron
electron
electron
electron
, 
. Nếu chiếu bức xạ đơn sắc có 
vào catot của 
vào một tấm kim loại cô lập về điện thì 
. 
và 
(
). Biết rằng 
, khi chiếu bức xạ 
. Để 
. Nếu 
thì 
