Chuyên đề Vật lí 12 Cánh diều Bài 3. Lưỡng tính sóng hạt và vùng năng lượng có đáp án

Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất của sóng, nhưng hiện tượng quang điện lại chứng tỏ ánh sáng có tính chất của hạt. Vậy ánh sáng là sóng hay là hạt?

Ánh sáng có tính chất sóng hay có tính chất hạt?

Bức xạ điện từ có lưỡng tính sóng-hạt. Vậy hạt electron có tính chất này không?

Vào năm 1927, Clinton Davisson (Clin-tơn Da-vi-sơn) và Edmund Germer (Et-mơn Rơ-mờ) người Mỹ đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng các electron bị nhiễu xạ bởi các tinh thể niken đơn lẻ. Ở Anh, Thomson (Thom-sơn) đã bắn các electron vào các tấm kim loại mỏng trong một ống chân không. Ông cũng cung cấp bằng chứng cho thấy các electron bị nhiễu xạ bởi các nguyên tử kim loại. Hãy tìm thông tin về ứng dụng tính chất sóng của các hạt có kích thước rất nhỏ (được gọi là hạt vi mô).

Tìm bước sóng deBroglie của một electron có động năng 120 eV.

Một electron và một neutron chuyển động với tốc độ sao cho chúng có bước sóng bằng nhau. Khối lượng của một electron là 9,11.10$^{-31}$kg và khối lượng của một neutron là 1,675.10$^{-27}$kg. Biết tốc độ của electron là 5,00.10$^{6}$ m/s. Tính tốc độ của neutron.

Nêu một điểm giống nhau và một điểm khác nhau trong sơ đồ các mức năng lượng của nguyên tử cô lập và nguyên tử trong chất rắn.

Biết rằng ở chất cách điện, vùng cấm (giữa vùng hoá trị và vùng dẫn) lớn hơn khá nhiều so với vùng cấm của chất bán dẫn. Hãy sử dụng mô hình vùng năng lượng, giải thích vì sao chất cách điện gần như không dẫn điện.

Một người có khối lượng 65kg chuyển động với tốc độ 3 m/s. Tính bước sóng de Broglie của người này. Rút ra nhận xét về khả năng cảm nhận được bước sóng có độ lớn như vậy.

Hãy tìm thông tin để trình bày một mô hình hạt và một mô hình sóng.