Bài giảng Vật lý_ Chương IV

Tài liệu Bài giảng Vật lý- " Quang sinh học", dành cho các bạn học sinh khối THPT tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý_ Chương IV Chương IV:QUANG SINH HỌC 1Nội dung Bản chất của ánh sáng1. Bản chất sóng của ánh sáng2. Bản chất hạt của ánh sáng Huỳnh quang & Lân quang1. Khái niệm2. Đại cương về hiện tượng huỳnh quang3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự huỳnh quang 2 Bản chất sóng của ánh sángTheo MaxWell, aùnh saùng nhìnthaáy laø soùng ñieän töø, ñöôïcñaëc tröng bôûi caùc vectô cöôøngñoä ñieän tröôøng E vaø vectô töø y ωϕ0tröôøng (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 sángCaùc veùctor E & H coù phöôngvuoâng goùc vôùi nhau vaø vuoânggoùc 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 sángQuang phoå aùnh saùng nhìn thaáygoàm 7 maøu chính: ñoû, da cam,vaøng, luïc, lam, chaøm,υ ω tím.λMoãi böùc xaï ñôn saéc coù taàn soá( ), böôùc soùng maøu saéc xaùcñònh.Chaø Lam Luïc Vaøn Cam Ñoû Tím m g400- 420- 490- 500- 575- 590- 620-420 490 500 575 590 620 760 5 Hiệu ứng quang điệnHertz phaùt hieän 1887.Stoletov & Hallwash 1888.Hieäuöùngquangñieänngoaøi: Hieän töôïng caùcelectron (ñieän töû) bò baät rakhoûi beà maët kim υ λ loaïi khi ñöôïcchieáu xaï bôûi aùnh saùng coùböôùc soùng (hay taàn soá )thích hôïp. 6 Hiệu ứng quang điệnHieäuöùngquangñieäntrong:Xaõy ra vôùi chaát baùn daãn. Khiñöôïc chieáu bôûi aùnh saùng coùböôùc soùng thích hôïp electronlieân keát yeáu trôû thaønhelectron töï do chuyeån ñoängtrong chaát baùn daãn  ñoä daãnñieän taêng leân + caùc electronbò baät ra khoûi beà maët kim 7loaïi goïi laø electron quang ñieän Các định luật quang điệnÑònhluaätveàgiôùihaïnquangñieän:λ ≤ λ0 λ (υ ) quang ñieän xaõy ra khiHieäu öùng böôùc soùng aùnh saùngυ ≥ υthích )kích λ (υ 0 0 0 goïi laø ngöôõng quangñieän cuûa kim loaïi 8 Các định luật quang điệnÑònhluaätveàdoøngquangñieänbaûohoøa: α Ibh ~ IAS => Ibh = IASÑònhluaätveàñoängnaêng 1 mυ 2cöïcñaïibanñaàu: max υ 2 9Thuyết 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 10Thuyết 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 11Thuyết 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. 12Công 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 13Công 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)=LuminescenceQuangphaùtquang. Söïphaùtböùcxaïñieäntöû(=phaùtquang)döôùitaùcduïngcuûaaùnhsaùng. 15 2.a. Định nghĩa của Vavilốp Phaânloaïi: Huyønhquang:Fluoreseine Laân u an g : P h osp h or q  Côcheá Söïphuïthuoäcthôøigiankeùodaøi söïphaùtquangvaøonhieätñoä t IHQ=I0e τ( laø τ thôøigianphaùt quangtrungbình) 162.a. Định nghĩa của Vavilốp I0 =e II0cöôøngñoäphaùtquangluùcngöøngkíchthích −1 t = 10 10−9 sLQ: ÷ vaøphuïthuoäcvaøonhieätñoä… 17 2.b. Cơ chế hiện tượng lân quang và huỳnh quang W = we + wdd + wq ≈ we ...