Page 7

Chương 3 : ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

Trên cơ sở của thuyết hạt, Einstein đã giải thích thành công hiệu ứng quang điện. Photon là hạt mang năng lượng ε = h ν . Hạt photon rất nhỏ (m~0) do đó khi photon đến gặp kim loại thì electron sẽ hấp thụ trọn vẹn từng photon cùng với năng lượng mà photon đó mang và khi ν đủ lớn ( ν ≥ ν 0 ) sẽ thắng năng lượng E0 của electron liên kết trong kim loại. Khi ν càng lớn electron bật ra càng mạnh : h ν = E0 +

1 mv02 2

E0 : năng lượng cần thiết để tách electron ra khỏi kim loại ; m, v0 lần lượt là khối lượng và vận tốc đầu của electron. Chính phương trình h ν = E0 +

1 mv02 đã giải thích được 3 nhận xét đầu của hiện tượng quang điện, còn 2

nhận xét thứ tư thì theo thuyết hạt về ánh sáng thì cường độ ánh sáng tỉ lệ với E 0 số photon (số photon càng nhiều cường độ càng lớn), vì vậy số photon càng 1 nhiều thì va chạm càng nhiều electron, dẫn đến số electron bật ra càng nhiều. mv2 2 Các nhà bác học lại tranh cải về bản chất của ánh sáng. Đến năm 1924 Louis De Boglie, nhà bác học Pháp đã đứng ra thống nhất hai thuyết và chấm dứt sự tranh cải. Theo ông tính hai mặt là bản chất của ánh sáng : ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Ông cho rằng chính thuyết hạt đã thừa nhận tính chất sóng của ánh sáng, vì hệ thức ε = h ν , mà tần số ν là đại lượng đặc trưng cho bản chất sóng. Vậy : λ =

h và mc

E = h. ν

Như vậy : ánh sáng vừa có tính sóng, vừa có tính hạt. Ta nói rằng ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt. Trong một số hiện tượng này ánh sáng biểu hiện rõ rệt tính chất sóng, ngược lại trong một số hiện tượng khác tính chất hạt lại thể hiện rõ rệt hơn Rút ra một số vấn đề : + Thuyết sóng : cường độ ánh sáng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng ψ 2 + Thuyết hạt : cường độ ánh sáng tỉ lệ với số photon. Vậy số photon tại một vị trí nào đó tỉ lệ với bình phương biên độ sóng - hay nói cách khác : Bình phương biên độ sóng xác định mật độ xác suất tìm thấy photon.

3.2.ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠ HỌC LƯỢNG TỬ : Từ những vấn đề trên, chúng ta phải có một cái nhìn mới về bản chất của vật chất - nhất là hệ vi mô. 3.2.1.Sóng vật chất De Boglie (1924): Khi thống nhất tính chất nhị nguyên của ánh sáng, Louis De Broglie còn cho rằng các hạt vật chất bất kỳ như electron, neutron, proton, hạt vi mô, ...khi chuyển động đều phải kết hợp với một quá trình sóng - gọi là sóng vật chất - Tính chất nhị nguyên cũng là tính chất của vật chất. Theo De Boglie : Một hạt chuyển động tự do với năng lượng E và động lượng p = m.v đều kết hợp với một quá trình sóng có tần số ν , bước sóng λ liên hệ bằng hệ thức :

ν =

E và h

λ =

h p

Giả thiết này đã được chứng minh đúng đắn sau đó 3 năm bởi hai nhà bác học người Mỹ là Davisson và Germer : chiếu chùm tia electron qua mạng tinh thể Ni và nhận được hiện tượng nhiễu xạ - một hiện tượng "độc quyền" của sóng. Từ λ =

h p

=

h mv

. Ta thấy khi m giảm thì λ tăng như vậy đối với hệ vi mô là hệ có m

rất bé thì lúc bấy giờ chỉ để ý đến tính hạt thì liệu có đúng không ? Thí dụ : Tính bước sóng cho các trường hợp : 1) Một chiếc xe có khối lượng 1 tấn chạy với vận tốc 100km/giờ = 105m/3600s 2) Electron trong nguyên tử chuyển động với vận tốc 106 m/s (me = 9,1.10 -31kg).

Giải : Từ λ =

h mv

. Thế các số liệu cho mỗi trường hợp : 17

HÓA ĐẠI CƯƠNG 1

HÓA ĐẠI CƯƠNG (CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẤU TẠO CHẤT & LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC) NGUYỄN VĂN ĐÁNG  

"GIÁO TRÌNH HÓA ĐẠI CƯƠNG (CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẤU TẠO CHẤT & LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC) NGUYỄN VĂN ĐÁNG ĐHSP ĐÀ NẴNG 2011" LINK DOCS.GOOG...

HÓA ĐẠI CƯƠNG (CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẤU TẠO CHẤT & LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC) NGUYỄN VĂN ĐÁNG  

"GIÁO TRÌNH HÓA ĐẠI CƯƠNG (CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẤU TẠO CHẤT & LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC) NGUYỄN VĂN ĐÁNG ĐHSP ĐÀ NẴNG 2011" LINK DOCS.GOOG...

Advertisement