Bài giảng Vật lý_ Chương IV

Chương IV: QUANG SINH HỌC 1 Nội dung Bản chất của ánh sáng 1. Bản chất sóng của ánh sáng 2. Bản chất hạt của ánh sáng Huỳnh quang & Lân quang 1. Khái niệm 2. Đại cương về hiện tượng huỳnh quang 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự huỳnh quang 2 Bản chất sóng của ánh sáng Theo MaxWell, aùnh saùng nhìn thaáy laø soùng ñieän töø, ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc vectô cöôøng ñoä ñieän tröôøng E vaø vectô töø y ωϕ0 tröôøng (caûm öùng) B. ω E = E0 cos( t + ) = E0cos (t - v ) y ωϕ0 ω v H = H0 cos( t + ) = H0cos (t - ) 3 Bản chất sóng của ánh sáng Caùc veùctor E & H coù phöông vuoâng goùc vôùi nhau vaø vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng v  soùng ngang. Trong chaân khoâng vaän toác C = 300.000 km/s = 3.108 m/s 4 Bản chất sóng của ánh sáng Quang phoå aùnh saùng nhìn thaáy goàm 7 maøu chính: ñoû, da cam, vaøng, luïc, lam, chaøm,υ ω tím. λ Moãi böùc xaï ñôn saéc coù taàn soá ( ), böôùc soùng maøu saéc xaùc ñònh.Chaø Lam Luïc Vaøn Cam Ñoû Tím m g 400- 420- 490- 500- 575- 590- 620- 420 490 500 575 590 620 760 5 Hiệu ứng quang điện Hertz phaùt hieän 1887. Stoletov & Hallwash 1888. Hieäu öùng quang ñieän ngoaøi: Hieän töôïng caùc electron (ñieän töû) bò baät ra khoûi beà maët kim υ λ loaïi khi ñöôïc chieáu xaï bôûi aùnh saùng coù böôùc soùng (hay taàn soá ) thích hôïp. 6 Hiệu ứng quang điện Hieäu öùng quang ñieän trong: Xaõy ra vôùi chaát baùn daãn. Khi ñöôïc chieáu bôûi aùnh saùng coù böôùc soùng thích hôïp electron lieân keát yeáu trôû thaønh electron töï do chuyeån ñoäng trong chaát baùn daãn  ñoä daãn ñieän taêng leân + caùc electron bò baät ra khoûi beà maët kim 7 loaïi goïi laø electron quang ñieän Các định luật quang điện Ñònh luaät veà giôùi haïn quang ñieän: λ ≤ λ0 λ (υ ) quang ñieän xaõy ra khi Hieäu öùng böôùc soùng aùnh saùng υ ≥ υthích ) kích λ (υ 0 0 0 goïi laø ngöôõng quang ñieän cuûa kim loaïi 8 Các định luật quang điện Ñònh luaät veà doøng quang ñieän baûo hoøa: α Ibh ~ IAS => Ibh = IAS Ñònh luaät veà ñoäng naêng 1 mυ 2 cöïc ñaïi ban ñaàu: max υ 2 9 Thuyết lượng tử ánh sáng Einstein AÙnh saùng laø chuøm haït voâ cuøng nhoû beù: Phoâton = löôïng töû aùnh saùng. Moãi Phoâton coù naêng löôïng tæ hc leä ε = hυ = vôùi taàn soá cuûa böùc xaï λ töông öùng. h = 6.625.10-34j.s: haèng soá planck 10 Thuyết lượng tử ánh sáng Einstein 1eυ = 3,83.10-23kcal = 1,602.10- erg 12 = 1,602.10-12 h p= Ñoäng löôïng: λ Khoái löôïng tónh: m0 = 0 11 Thuyết lượng tử ánh sáng Einstein Trong chaân khoâng, moïi phoâton ñeàu chuyeån ñoäng vôùi cuøng vaän toác C. Cöôøng ñoä chuøm aùnh saùng tyû leä vôùi soá phoâton coù trong chuøm saùng ñoù. Vaät chaát haáp thu chæ moät soá nguyeân laàn caùc löôïng töû saùng. 12 Công thức Einstein về hiệu ứng QĐ Taïo coâng thoaùt A0 hV Taïo ñoäng naêng ban ñaàu Eñ 1 m2υ2 2 hV = A0 + 1 ⇔ m2υmax = hυ 2 - A0 13 Công thức Einstein về hiệu ứng QĐ 1 2eU c . eU c = m2υmax ⇒ υmax = 2 2 mc mc = 9,1.10-31kg 14 1. Khái niệm (Fluorescence + Phosphorescence) = Luminescence Quang phaùt quang. Söï phaùt böùc xaï ñieän töû (= phaùt quang) döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng. 15 2.a. Định nghĩa của Vavilốp  Phaân loaïi: Huyønh quang: Fluoreseine Laân u an g : P h osp h or q  Cô cheá  Söï phuï thuoäc thôøi gian keùo daøi söï phaùt quang vaøo nhieät ñoä t IHQ = I0e τ ( laø τ thôøi gian phaùt quang trung bình) 16 2.a. Định nghĩa của Vavilốp I0 =e I I0 cöôøng ñoä phaùt quang luùc ngöøng kích thích −1 t = 10 10−9 s LQ: ÷ vaø phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä… 17 2.b. Cơ chế hiện tượng lân quang và huỳnh quang W = we + wdd + wq ≈ we + wdd we > wdd > wq  Traï g aù i kí í : S 1 1 chuyeån n th ch th ch 10 möùc giao ñoäng 101  S1  S0 : HQ :10  S1  T1  T0 : LQ : > 10 Söï phaân boá electron ôû traïng ∆W N = N0e − thaùi kích thích : kT ñ 18 2.b. Cơ chế hiện tượng lân quang và huỳnh quang Caùc daïng chuyeån naêng löôïng kT: S0 S→  Söï chuyeån sang nhieät naêng khoâng böùc xaï T1  Daãn truyeàn naêng löôïng giöõa caùc phaân töû  Söû duïng trong caùc phaûn öùng quang hoùa  Söï dòch chuyeån böùc xaï: laân quang vaø huyønh quang 19 Söï phaân boá electron ôû traïng 2.c. Các chất huỳnh quang – lân quang Chất huỳnh quang: lỏng & khí Chất lân quang: chất rắn Các chất hữu cơ có nối đôi luân hợp số nối đôi càng nhiều, số vòng ngưng tụ càng nhiều sự phát quang π càng mạnh (liên kết )  H ydro caùc bon thôm vaø daãn chaát  A xitam i thôm : thyroxi hem yl i n n, p am n  P rotei N D n, A  P haàn ôùn tam i l vi n  H oùc oân m 20

Tải về miễn phí