Cập nhật nội dung chi tiết về Giả Thuyết Planck Về Lượng Tử Năng Lượng – Bách Khoa Toàn Thư Việt Nam mới nhất trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Giả thuyết Planck về lượng tử năng lượng là giả thuyết hiện đại về tính chất gián đoạn (lượng tử) của năng lượng bức xạ.
Nhà Vật lý M. Planck (Đức) đưa ra năm 1900.
Khủng hoảng tử ngoại: vào cuối thế kỷ XIX, các nhà Vật lý gặp khó khăn lớn trong việc giải thích dạng của đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của năng suất phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối vào bước sóng ánh sáng.
Dựa vào lý thuyết phát xạ cổ điển, người ta thấy rằng năng suất phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối phải tỷ lệ với bình phương của tần số (tức là tỷ lệ nghịch với bình phương của bước sóng). Như vậy, khi
λ → 0
{displaystyle lambda rightarrow 0}
thì năng suất phát xạ đơn sắc
ρ ( λ , T ) → ∞
{displaystyle rho (lambda ,T)rightarrow infty }
. Điều này hoàn toàn mâu thuẫn với kết quả thực nghiệm. Người ta gọi sự bất lực của lý thuyết phát xạ cổ điển trong trường hợp này là sự khủng hoảng tử ngoại.
Giả thuyết (định luật) Planck: Planck cho rằng nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự thất bại của lý thuyết phát xạ cổ điển trong sự giải thích các kết quả thực nghiệm về sự bức xạ của vật đen tuyệt đối, là quan niệm sai lầm về độ lớn của năng lượng mà một nguyên tử hoặc phân tử có thể trao đổi với bên ngoài, mỗi lần phát xạ hay hấp thụ bức xạ.
Theo Giả thuyết Planck về lượng tử năng lượng, lượng năng lượng mà một nguyên tử hay phân tử trao đổi mỗi lần phát xạ hay hấp thụ bức xạ có giá trị hoàn toàn xác định, bằng
ε = h f ,
{displaystyle varepsilon =hf,}
(1)
ε
{displaystyle varepsilon }
gọi là lượng tử năng lượng,
f
{displaystyle f}
là tần số của bức xạ được phát ra hay bị hấp thụ và ℎ là một hằng số. Sau này người ta đặt tên hằng số đó là hằng số Planck và đã xác định được chính xác giá trị của nó:
h = 6 ,
625.10
− 34
J . s
{displaystyle h=6,625.10^{-34}J.s}
(2)
Công thức Planck về bức xạ nhiệt: xuất phát từ Giả thuyết Planck về lượng tử năng lượng nói trên, Planck đã thiết lập được công thức biểu diễn sự phụ thuộc của năng suất phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối vào tần số
f
{displaystyle f}
và nhiệt độ
ρ ( f , T )
{displaystyle rho (f,T)}
(hoặc vào bước sóng và nhiệt độ
ρ ( λ , T )
{displaystyle rho (lambda ,T)}
. Công thức này được gọi là công thức Planck về bức xạ nhiệt, hay còn gọi là định luật bức xạ Planck, có dạng sau:
ρ ( f , T ) =
(
2 π
f
2
c
2
)
h f
( e x p { h f
/
k T } − 1 )
,
{displaystyle rho (f,T)=left({frac {2pi f^{2}}{c^{2}}}right){frac {hf}{(exp{hf/kT}-1)}},}
(3)
hay
ρ ( λ , T ) =
2 π h
c
2
λ
5
1
( e x p { h c
/
λ k T } − 1 )
,
{displaystyle rho (lambda ,T)={frac {2pi hc^{2}}{lambda ^{5}}}{frac {1}{(exp{hc/lambda kT}-1)}},}
(4)
Hệ quả của công thức Planck về bức xạ nhiệt: từ công thức (3) và (4), ta có thể suy ra các định luật về bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối. Độ trưng năng lượng toàn phần RT của vật đen tuyệt đối là
R
T
=
∫
0
∞
ρ ( f , T ) d f = σ
T
4
{displaystyle R_{T}=int limits _{0}^{infty }rho (f,T)df=sigma T^{4}}
(5)
trong đó
σ = 5 ,
67.10
− 8
W
/
m
2
.
K
4
{displaystyle sigma =5,67.10^{-8}W/m^{2}.K^{4}}
. Đó là định luật Stefan-Boltzmann.
Tính đạo hàm của
ρ ( λ , T )
{displaystyle rho (lambda ,T)}
theo
λ
{displaystyle lambda }
, ta thấy đạo hàm này triệt tiêu khi
λ =
λ
m a x
{displaystyle lambda =lambda _{max}}
, ứng với giá trị cực đại của năng suất phát xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối:
λ =
b T
,
{displaystyle lambda ={frac {b}{T}},}
(6)
với
b = 2 ,
898.10
− 3
m . K
{displaystyle b=2,898.10^{-3}m.K}
. Đó chính là định luật dịch chuyển Wien.
Tài liệu tham khảo
[
sửa
]
J.P. Pérez, Thermodynamique, Fondements et applications, Masson, Paris, 1997.
Oxford Dictionary of Physics, Alan Isaacs (Ed), Oxford University Press, New York, 2000.
D. Haliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentals of Physics, John Wiley Inc., New York, 2014.
Brom – Bách Khoa Toàn Thư Việt Nam
Brom là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là Br và số nguyên tử 35. Nó là halogen nhẹ thứ ba, tồn tại trong điều kiện nhiệt độ phòng và áp suất tiêu chuẩn ở dạng chất lỏng màu nâu đỏ, luôn bốc hơi ra chất khí cùng màu. Tính chất hóa lý của nguyên tố này nằm giữa chlor và iod. Nguyên tố này lần đầu tiên được phân tách bởi hai nhà hóa học thực hiện độc lập với nhau, là Carl Jacob Löwig (năm 1825) và Antoine Jérôme Balard (năm 1826), và tên của nó được đặt theo tiếng Hy Lạp cổ βρῶμος (mùi hôi) với ý nghĩa liên hệ đến mùi vị hắc và khó chịu của nguyên tố này.
Brom nguyên chất có tính phản ứng mạnh và do đó không tồn tại tự do trong tự nhiên, mà thường ở dạng tinh thể muối khoáng halogen không màu, có thể hòa tan được trong nước, tương tự muối ăn. Brom có rất ít trong vỏ Trái đất, tuy nhiên, do ion brom (Br−) dễ dàng hòa tan trong nước, nguyên tố này tích tụ lại ở trong đại dương. Brom thương mại thường được chiết xuất dễ dàng từ các bể nước muối tự nhiên, chủ yếu có ở Hoa Kỳ, Israel và Trung Quốc. Tổng khối lượng brom trong các đại dương là vào khoảng một phần ba trăm trữ lượng chlor.
Ở nhiệt độ cao, các hợp chất hữu cơ brom có thể dễ dàng phân hủy và sinh ra nguyên tử brom tự do. Quá trình này làm dừng các phản ứng dây chuyền của gốc tự do. Do vậy, các hợp chất hữu cơ brom được ứng dụng làm chất chống cháy, và hơn một nửa lượng brom được sản xuất trên thế giới mỗi năm được sử dụng cho mục đích này. Theo cơ chế tương tự, tia cực tím của Mặt trời có thể phân hủy các hợp chất hữu cơ brom bốc hơi ở trong khí quyển, tạo ra các nguyên tử brom tự do, có khả năng làm suy giảm ozone. Do vậy, việc sử dụng nhiều hợp chất hữu cơ brom — như thuốc trừ sâu methyl bromide — đã bị cấm hoặc bị kiểm soát chặt chẽ. Các hợp chất của brom còn được dùng trong dung dịch khoan, phim chụp ảnh, và được dùng như chất trung gian trong các quá trình ứng dụng hóa học hữu cơ.
Việc hấp thụ một lượng lớn muối brom có thể gây ra ngộ độc, do hoạt động của các ion brom hòa tan, gọi là hội chứng nhiễm độc brom. Tuy nhiên, vai trò sinh học rõ ràng của ion brom và acid bromic (HOBr) gần đây đã được làm sáng tỏ, và có vẻ như brom là một nguyên tố vi lượng thiết yếu đối với con người. Vai trò của các hợp chất hữu cơ brom có nguồn gốc sinh học đối với đời sống biển, như với tảo biển, đã được biết đến từ lâu. Trong lĩnh vực dược phẩm, ion brom đơn (Br-) có tác dụng ức chế hệ thần kinh trung ương và muối của brom đã từng là một loại thuốc an thần y tế quan trọng, trước khi bị thay thế bằng thuốc có tác dụng ngắn hạn hơn. Brom vẫn còn được dùng trong thuốc chống động kinh.
Thông tin tham khảo
[
sửa
]
Tham khảo
[
sửa
]
Lý Thuyết Lượng Tử Ánh Sáng Và Bài Tập
Published on
1. CHUYÊN ĐỀ: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Hiện tượng quang điện(ngoài) – Thuyết lượng tử ánh sáng. a. Hiện tượng quang điện Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang điện ngoài (gọi tắt là hiện tượng quang điện). b. Các định luật quang điện + Định luật quang điện thứ nhất (định luật về giới hạn quang điện): Đối với mỗi kim loại ánh sáng kích thích phải có bước sóng ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện 0 của kim loại đó, mới gây ra được hiện tượng quang điện: 0. + Định luật quang điện thứ hai (định luật về cường độ dòng quang điện bảo hòa): Đối với mỗi ánh sáng thích hợp (có 0), cường độ dòng quang điện bảo hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích thích. + Định luật quang điện thứ ba (định luật về động năng cực đại của quang electron): Động năng ban đầu cực đại của quang electron không phụ thuộc vào cường độ của chùm sáng kích thích, mà chỉ phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại. I Ibảo hòa Uh O U c. Thuyết lượng tử ánh sáng + Chùm ánh sáng là chùm các phôtôn (các lượng tử ánh sáng). Mỗi phôtôn có năng lượng xác định (năng lượng của 1 phô tôn = hf (J). Nếu trong chân không thì h. f h.c f là tần số của sóng ánh sáng đơn sắc tương ứng. h=6,625.10-34 J.s : hằng số Plank; c =3.108 m/s : vận tốc ánh sáng trong chân không. + Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong 1 giây. + Phân tử, nguyên tử, electron… phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn. + Các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s trong chân không. + Năng lượng của mỗi phôtôn rất nhỏ. Một chùm sáng dù yếu cũng chứa rất nhiều phôtôn do rất nhiều nguyên tử, phân tử phát ra. Vì vậy ta nhìn thấy chùm sáng liên tục. +Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động. Không có phôtôn đứng yên. d. Giải thích các định luật quang điện + Công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện: hf = hc 1 2 = A + mv 0 max . 2 + Giải thích định luật thứ nhất: Để có hiện tượng quang điện thì năng lượng của phôtôn phải lớn hơn hoặc bằng công thoát: hf = hc hc A= 0; 0 -với 0 là giới hạn quang điện của kim loại: -Công thoát của e ra khỏi kim loại : -Tần số sóng ánh sáng giới hạn quang điện : hc A h.c A 0 c f0 0 0 = với : V0 là vận tốc ban đầu cực đại của quang e (Đơn vị của V0 là m/s) 0 là giới hạn quang điện của kim loại làm catot (Đơn vị của 0 là m; m; nm;pm) m (hay me ) = 9,1.10-31 kg là khối lượng của e; e = 1,6.10-19 C là điện tích nguyên tố ; 1eV=1,6.10-19J. +Bảng giá trị giới hạn quang điện Chất kim loại Chất kim loại Chất bán dẫn o(m) o(m) o(m) Bạc 0,26 Natri 0,50 Ge 1,88 Đồng 0,30 Kali 0,55 Si 1,11 Kẽm 0,35 Xesi 0,66 PbS 4,14 Nhôm 0,36 Canxi 0,75 CdS 0,90 e. Lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng +Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng – hạt. GV: Đòan Văn Lượng Email: doanvluong@gmail.com ; doanvluong@yahoo.com Trang 1
3. -Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng. -Công thức tính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô: rn = n2r0, với n là số nguyên và r0 = 5,3.10-11 m, gọi là bán kính Bo (lúc e ở quỹ đạo K) Trạng thái dừng n 1 2 3 4 5 6 Tên quỹ đạo dừng K L M N O P Bán kính: rn = n2r0 r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 13,6 13,6 13,6 – 2 – 2 2 2 3 4 13, 6 (eV ) Với n N*. Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô: En = 2 Năng lượng e Hidro En = – 13,6 (eV) n2 – 13,6 12 – – 13,6 52 – 13,6 62 n -Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian nguyên tử ở trạng thái kích thích rất ngắn (cỡ 10-8 s). Sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn và cuối cùng về trạng thái cơ bản. + Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử -Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng: = hfnm = En – Em. -Ngược lại, nếu nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng E m mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn. -Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với sự nhảy của electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn và ngược lại. En b. Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hidrô hấp thụ bức xạ -Nguyên tử hiđrô có các trạng thái dừng khác nhau EK, EL, EM, … . hfmn Khi đó electron chuyển động trên các quỹ đạo dừng K, L, M, … Em -Khi electron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức năng lượng thấp hơn (Ethấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng xác định: hf = Ecao – Ethấp. -Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = hfnm c , tức là một vạch quang phổ có một f màu (hay một vị trí) nhất định. Điều đó lí giải quang phổ phát xạ của hiđrô là quang phổ vạch. -Ngược lại nếu một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng Ethấp nào đó mà nằm trong một chùm ánh sáng trắng, trong đó có tất cả các phôtôn có năng lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, thì lập tức nguyên tử đó sẽ hấp thụ một phôtôn có năng lượng phù hợp = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức năng lượng Ecao. Như vậy, một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối. Do đó quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch. VI. Sơ lược về laze. Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng. a.. Đặc điểm của laze + Laze có tính đơn sắc rất cao. + Tia laze là chùm sáng kết hợp (các phôtôn trong chùm có cùng tần số và cùng pha). + Tia laze là chùm sáng song song (có tính định hướng cao). + Tia laze có cường độ lớn. Ví dụ: laze rubi (hồng ngọc) có cường độ tới 106 W/cm2. b. Một số ứng dụng của laze + Tia laze được dùng như dao mổ trong phẩu thuật mắt, để chữa một số bệnh ngoài da (nhờ tác dụng nhiệt), . + Tia laze dùng truyền thông thông tin bằng cáp quang, vô tuyến định vị, điều khiển con tàu vũ trụ, … + Tia laze dùng trong các đầu đọc đĩa CD, bút chỉ bảng, bản đồ, thí nghiệm quang học ở trường phổ thông, … + Tia laze được dùng trong đo đạc , ngắm đưởng thẳng … + Ngoài ra tia laze còn được dùng để khoan, cắt, tôi, …chính xác các vật liệu trong công nghiệp. GV: Đòan Văn Lượng Email: doanvluong@gmail.com ; doanvluong@yahoo.com Trang 3
Máy Tính Lượng Tử: Công Nghệ Mới Siêu Việt
Máy tính lượng tử (còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu đưa vào. Máy tính lượng tử có phần cứng khác hẳn với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor
Trong khi máy tính kỹ thuật số đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các chữ số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái nhất định (0 hoặc 1), tính toán lượng tử sử dụng các qubit (bit lượng tử) mà chúng có thể ở trong trạng thái chồng chập lượng tử. Mục tiêu của nghiên cứu điện toán lượng tử là khám phá một phương tiện thực hiện các hướng dẫn sóng dài.
Những nguyên tắc cơ bản của cơ học lượng tử được sử dụng trong máy tính lượng tử Lưỡng tính sóng hạt của vật chất
Một trong những khái niệm quan trọng nhất của cơ học lượng tử là: vì một lý do nào đó, các vi hạt ở mức độ nguyên tử (nguyên tử, phân tử) và hạ nguyên tử (hạt nhân, proton, electron, photon…) vừa có tính chất của sóng lẫn tính chất của hạt
Chồng chập lượng tử và qubit
Chồng chập lượng tử (hay chồng chất lượng tử, xếp lớp lượng tử) là việc áp dụng nguyên lý chồng chập vào cơ học lượng tử. Nguyên lý chồng chập vốn là sự cộng véctơ các véctơ sóng trong giao thoa. Trong cơ học lượng tử, các véctơ hàm sóng, hay véctơ trạng thái được cộng
Rối lượng tử
Rối lượng tử hay vướng víu lượng tử là một hiệu ứng trong cơ học lượng tử trong đó trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù cho chúng có nằm cách xa nhau.
Sự sụp đổ của hàm sóng
Khi phát ra một electron tại một thời điểm, nếu không có sự quan sát của thiết bị và con người tại khe đôi, electron sẽ dường như “tách đôi” và đi qua cả hai khe để tạo ra hiện tượng chồng chập các trạng thái spin lượng tử như là các sóng hạt. Nhưng khi có các thiết bị quan sát của con người, electron sẽ chỉ đi qua một khe đôi và không gây ra hiện tượng chồng chập sóng hạt ở màn chắn phía sau. Trong trường hợp này, electron hoạt động thuần túy như một hạt, hay có thể nói tính chất sóng của nó đã không còn. Người ta gọi hiện tượng này là sự sụp đổ của hàm sóng
Các nghiên cứu hiện nay về tính toán lượng tử có hàm ý rất rõ ràng đối với an ninh quốc gia. Bất kỳ thực thể nào có máy tính lượng tử quy mô lớn đều có thể phá vỡ hệ thống mật mã hiện hành để chặn và đọc thông tin liên lạc hoặc đọc các dữ liệu lưu trữ.
“BKAII -Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!”
Bạn đang đọc nội dung bài viết Giả Thuyết Planck Về Lượng Tử Năng Lượng – Bách Khoa Toàn Thư Việt Nam trên website Comforttinhdauthom.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!