Giáo án điện tử chuyên đề Vật lí 12 chân trời Bài 8: Lưỡng tính sóng hạt

CHÀO MỪNG CẢ LỚP

ĐẾN VỚI TIẾT HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Nêu suy nghĩ của bản thân về vấn đề trên.

Virus có kích thước siêu nhỏ (5-300 nm), vượt quá khả năng quan sát của kính hiển vi quang học (độ phóng đại tối đa 2.000 lần). Sự phát hiện tính chất sóng của electron đã tạo nền tảng cho kính hiển vi điện tử, giúp đạt độ phóng đại tới 50 triệu lần.

LƯỠNG TÍNH SÓNG HẠT

BÀI 8

NỘI DUNG BÀI HỌC

GIẢ THUYẾT DE BROGLIE

1

TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ELECTRON

2

1. GIẢ THUYẾT DE BROGLIE

• Nêu công thức tính động lượng của photon.
• Nêu mối quan hệ giữa động lượng và bước sóng của sóng vật chất tương ứng.

Trả lời

• Động lượng của photon: (8.1)
• Khi một hạt có độ lớn động lượng p = mv thì bước sóng của sóng vật chất tương ứng được tính theo công thức:

1.1

Bước sóng de Broglie

KẾT LUẬN

• Bước sóng của sóng vật chất tương ứng với hạt vi mô được gọi là bước sóng de Broglie.
• Bước sóng de Broglie tỉ lệ nghịch với tốc độ và khối lượng của hạt vi mô: Với cùng tốc độ, khối lượng của hạt càng nhỏ thì tính chất sóng của nó càng thể hiện rõ.

So sánh bước sóng de Broglie của một electron có khối lượng m và của một proton có khối lượng bằng khoảng chuyển động với cùng tốc độ.

Trả lời

Ta có:

Khi chuyển động với cùng tốc độ, bước sóng de Broglie của electron lớn hơn của proton 1 836 lần.

Trả lời

Ta có:

Vậy bước sóng de Broglie của electron lớn hơn của proton 8,53 lần.

1.2

Vận dụng công thức tính bước sóng de Broglie

So sánh bước sóng de Broglie của một electron có khối lượng kg và của một proton có khối lượng kg đang chuyển động với tốc độ lần lượt là m/s và m/s.

2. TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ELECTRON

Nhiễu xạ là hiện tượng đặc trưng của sóng.

2.1

Thí nghiệm nhiễu xạ

Khi bắn chùm electron xuyên qua một bản tinh thể than chì (Hình 8.4), trên màn xuất hiện các vạch tròn sáng và tối xen kẽ nhau (Hình 8.5a). Hình ảnh tương tự khi thực hiện thí nghiệm nhiễu xạ tia X (Hình 8.5b).

Electron có tính chất sóng.

Trả lời

Khi lỗ tròn có kích thước lớn, ánh sáng truyền qua lỗ tròn sẽ tuân theo định luật truyền thẳng của quang hình học nên trên màn sẽ có hình tròn sáng đồng dạng với lỗ tròn.

• Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng không xảy ra.

Hình ảnh trên màn trong Hình 8.3 sẽ thay đổi thế nào khi lỗ tròn có kích thước lớn?

Quan sát Hình 8.5 về kết quả thí nghiệm nhiễu xạ của electron và tia X với một bản tinh thể than chì. Em hãy cho biết:

a) Hình ảnh nhiễu xạ tia X là bằng chứng cho thấy tia X có tính chất gì?

b) Ta có thể khẳng định điều gì khi chùm tia electron cũng cho thấy hình ảnh nhiễu xạ?

Trả lời

a) Nhiễu xạ là hiện tượng đặc trưng của sóng nên hình ảnh nhiễu xạ tia X là bằng chứng cho thấy tia X có tính chất sóng.

b) Vì chùm tia electron cũng cho thấy hình ảnh nhiễu xạ nên ta có thể kết luận chùm tia electron cũng có tính chất sóng.

2.2

Tính chất sóng của electron

Ngoài thí nghiệm nhiễu xạ electron của Davission và Germer, nêu thí nghiệm cũng chứng minh electron có tính chất sóng.

Thí nghiệm khảo sát sự giao thoa của electron (Hình 8.6a) cũng cho hình ảnh tương tự như sự giao thoa của ánh sáng đơn sắc (Hình 8.6b).

LUYỆN TẬP

A. Bắn chùm electron xuyên qua một bản tinh thể nickel

B. Electron va chạm với hạt nhân của nguyên tử

D. Electron bị ion hóa trong vật liệu

C. Electron bị hút bởi từ trường

Câu 1: Hiện tượng nhiễu xạ electron xảy ra khi:

A. Bắn chùm electron xuyên qua một bản tinh thể nickel

A. Tính chất hạt

B. Tính chất sóng

D. Tính chất nhiệt

C. Tính chất từ

Câu 2: Nhiễu xạ electron chứng minh rằng electron có tính chất gì?

B. Tính chất sóng

A. Tần số của sóng và vận tốc của hạt

B. Bước sóng và động lượng của hạt

D. Động năng của hạt và năng lượng của sóng

C. Tần số và bước sóng của sóng ánh sáng

----------------------------------

----------------------- Còn tiếp -------------------------