Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu hay học sinh dùng để ôn thi THPT Quốc gia đạt điểm cao, giáo viên sử dụng tài liệu để dạy thêm và ôn thi cho các em . Giáo viên có thể sử dụng để ôn thi học sinh giỏi tỉnh, ôn thi giáo viên dạy giỏi.
CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG CHỦ ĐỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Thí nghiệm tán sắc ánh sáng Thí nghiệm tán sắc ánh sáng Niu-tơn thực vào năm 1672 Mặt Trời M Thí nghiệm: dùng chùm ánh sáng trắng F’ hẹp, song song chiếu tới lăng kính A Kết quả: chùm sáng bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác màu cầu vồng, tia F P đỏ lệch nhất, tia tím lệch nhiều B C Dải màu màu cầu vồng (đỏ đến tím, gồm G bảy màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi quang phổ ánh sáng trắng Định nghĩa tượng tán sắc: Hiện tượng chùm sáng phức tạp bị tách thành chùm sáng có nhiều màu sắc khác gọi tượng tán sắc ánh sáng Nguyên nhân - Chiết suất lăng kính có giá trị khác ánh sáng đơn sắc khác - Chiết chất làm lăng kính khác ánh sáng đơn sắc khác nhau: chiết suất ánh sáng đỏ nhỏ nhất, ánh sáng tìm lớn nđ n n t - Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào chất môi trường màu sắc ánh sáng (tần số, bước sóng) Theo cô-si: B n A Trong đó: A, B số phụ thuộc vào chất môi trường Ứng dụng - Để giải thích tượng như: cầu vồng, màu sắc sặc sỡ kim cương,… - Ứng dụng máy quang phổ Ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng a) Ánh sáng đơn sắc Định nghĩa: Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính Tính chất: - Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu định gọi màu đơn sắc VD: đỏ, vàng, tím,… - Mỗi ánh sáng đơn sắc có chu kì tần số định - Trong chân không ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định - Đại lượng đặc trưng ánh sáng đơn sắc tần số (chu kì) b) Ánh sáng trắng Định nghĩa: Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Tính chất: - Ánh sáng trắng bị tán sắc qua lăng kính - Ánh sáng trắng (trong chân không) có bước sóng nằm giới hạn: 0,38m 0, 76m - Vùng ánh sáng trắng hày gọi vùng ánh sáng nhìn thấy (khả kiến) Chú ý: Ánh sáng trắng tập hợp màu (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) hay màu sơ cấp (đỏ, lục, lam) Đỏ Da cam Vàng Lục Lam Chàm Tím CÂM NANG VẬT LÍ 12 (61) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ c) Các vùng ánh sáng: Bước sóng ánh sáng nhìn thấy chân không Màu Bước sóng m 0,640 0,760 Đỏ 0,590 0,650 Da cam Vàng 0,570 0,600 0,500 0,575 Lục 0,450 0,510 Lam 0,430 0,460 Chàm 0,380 0,440 Tím d) Khi ánh sáng truyền từ không khí (chân không) vào môi trường suốt có chiết suất n - Khi ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường sang môi trường khác tần số dao động (chu kì) không đổi nên màu không đổi Do tốc độ truyền ánh sáng thay đổi nên bước sóng thay đổi c - Trong không khí (chân không): c.T với c = 3.108 m/s; T chu kì dao động f - Trong môi trường suốt có chiết suất n: v n f c - Với v : tốc độ ánh sáng môi trường có chiết suất n n n Suy ra: n Chú ý: Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy với môi trường vật chất, trừ chân không; xảy hai môi trường khác II CÔNG THỨC GIẢI NHANH Các định luật kiến thức khúc xạ phản xạ toàn phần sin i n n n v c n 21 kx với ; n Định luật khúc xạ: v sinr n1 n t n1 v2 Điều kiện có phản xạ toàn phần: + ĐK 1: Ánh sáng từ môi trương chiết quang sang môi trường chiết quang n + ĐK 2: Góc tới phải lớn góc giới hạn: i igh , đó: sin igh n1 Tán sắc quang lăng kính Công thức tổng quát: Gọi A góc chiết quang lăng kính, i1 góc tới, i2 góc ló, D góc lệch tia tới tia ló sin1 n.sin r1 ; A r1 r2 ; sin i n.sinr2 ; D i1 i A Nếu góc nhỏ ( A,i 100 ): i1 n.r1 ; i n.r2 D n 1 A Góc lệch cực tiểu Dmin: Khi có góc lệch cực tiểu D = Dmin tia ló tia tới nằm đối xứng A với qua mặt phẳng phân giác góc chiết quang A, tức i1 i r1 r2 D A A n.sin D 2i1 A ; sin 2 Bài toán: Chiếu chùm sáng trắng, hẹp, song song tới đỉnh A lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác góc A Đặt (E) phía sau lăng kính song song với mặt phẳng phân giác góc A, cách mặt phẳng đoạn L - Tính góc hợp tia ló màu đỏ tia ló màu tím: D n t n đ A CÂM NANG VẬT LÍ 12 (62) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ - Tính bề rộng quang phổ (E): ĐT L.D n t n đ LA Tán sắc qua thấu kính 1 n tk 1 f n mt R1 R R1, R2 bán kính mặt cong thấu kính (R > 0: mặt lồi, R < 0: mặt lõm, R = : mặt phẳng) ntk, nmt chiết của thấu kính môi trường đặt thấu kính 1 Thấu kính đặt không khí (nmt = 1): D n 1 f R1 R Công thức thấu kính mỏng: D Nếu thấu kính có hai mặt cong bán kính R, đặt không khí: f R n 1 R n 1 Bài toán: Chiếu chùm sáng trắng, hẹp song song với với trục tới thấu kính hội tụ Vì n đ n n t Dđ D D t ; f đ f f t Tính khoảng cách tiêu điểm ánh sáng tím ánh sáng đỏ: 1 1 n đ 1 n t 1 fđ ; ft f fđ f t fđ ft R1 R R1 R Tán sắc quan lưỡng chất phẳng Bài toán: Chiếu tia sáng đơn sắc SI từ không khí tới mặt phân cách với môi trường nước, góc tới i Biết nước bể có độ sâu h - Tính góc hợp tia khúc xạ màu đỏ màu tím: sin i n đ s inrđ n t s inrt Nếu thấu kính có mặt phẳng, đặt không khí: f rđ rt r rđ rt - Tính rộng quang phổ đáy bể: ĐT h t anrđ t anrt Tán sắc qua mặt song song Bài toán: Cho mặt song song có bề dày e, đặt không khí Chiếu chùm sáng song song, hẹp tới mặt với góc tới i Tính độ rộng d chùm tia ló khỏi mỏng Giải: Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: sini = nđ.sinrđ = nt.sinrt rđ rt Tính độ rộng quang phổ mặt sau bản: ĐT e t anrđ t anrt Độ rộng chùm ló khỏi mặt: d ĐT.cos i Công thức cô-si: B n A A, B số phụ thuộc vào chất môi trường suốt CHỦ ĐỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG NHIỄU XẠ I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Thí nghiệm giao thoa ánh sáng Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc: hệ thống vạch sáng (vạch màu đơn sắc) tối (màu đen) xen kẽ cách đặn Thí nghiệm với ánh sáng trắng: hệ thống gồm vân sáng trắng giữa, hai bên dải màu màu cầu vồng, tím trong, đỏ CÂM NANG VẬT LÍ 12 (63) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ Định nghĩa: Hiện tượng giao thoa ánh sáng tượng hai chùm sáng kết hợp chồng lên tạo chỗ chúng tăng cường lẫn nhau, chỗ chúng triệt tiêu lẫn tạo vân sáng, vân tối xen klẽ gọi vân giao thoa Giải thích - Ta giải thích tượng giao thoa coi ánh sáng có tính chất sóng - Điều kiện để có giao thoa: Hai nguồn S1, S2 phải hai nguồn kết hợp - Hai nguồn kết hợp: + Cùng tần số f (cùng màu); + Độ lệch pha hai nguồn không đổi theo thời gian a) Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc Sự tạo thành vân sáng: vị trí hai sóng ánh sáng gặp pha, chúng tăng cường lẫn nhau, tạo thành vân sáng Sự tạo thành vân tối: vị trí hai sóng ánh sáng gặp ngược pha, chúng triệt tiêu lẫn nhau, tạo thành vân tối b) Thí nghiệm với ánh sáng trắng Khi thí nghiệm với ánh sáng trắng ta thu nhiều hệ vân đơn sắc Tại vị trí giữa: có vô số vân sáng đơn sắc trùng nên tạo thành vân sáng trắng Vì khoảng cách vân màu đỏ lớn nhất, khoảng cách vân màu tím nhỏ nên hai bên có dải màu màu cầu vồng, màu tím phía màu đỏ phía Ứng dụng - Giải thích tượng tự nhiên như: màu sắc sặc sỡ bong bóng xà phòng, váng dầu mỡ mặt nước, đĩa CD,…dưới ánh sáng trắng A H - Đo bước sóng ánh sáng đơn sắc d1 Các công thức giao thoa Y-âng x S1 a) Khoảng vân (i) d I O Định nghĩa: khoảng vân khoảng cách hai a S2 vân sáng hai vân tối cạnh (liên tiếp, gần D B nhất) D (E) i Biểu thức: a Trong đó: a = S1S2 khoảng cách hai khe hẹp (cỡ mm), D = IO khoảng cách từ chứa hai khe đến ảnh (E) (cỡ m), bước sóng ánh sáng đơn sắc làm thí nghiệm (cớ m ) b) Hiệu quang trình (hiệu quang lộ): Giả sử nguồn S nằm trục IO, cách nguồn S1, S2 (SS1 = SS2) Tính hiệu đường ánh sáng từ hai nguồn S1, S2 tới điểm A (E): ax d d1 D c) Vị trí vân sáng, vân tối (so với gốc toạ độ O): D hay x S ki Công thức xác định vị trí vân sáng: x S k a k = : vân sáng trung tâm, xSO = k = 1: vân sáng bậc 1, xS1 = i k = 2: vân sáng bậc 2, xS2 = 2i, D Công thức xác định vị trí vân tối: x t (k ) hay x t (k 0,5)i a k = 0; -1: vân tối thứ nhất, xt1 = 0,5i k = 1, -2: vân tối thứ hai, xt2 = 1,5i k = 2, -3: vân tối thứ ba, xt3 = 2,5i,… CÂM NANG VẬT LÍ 12 (64) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ d) Bề rộng quang phổ: * Định nghĩa: Bề rộng quang phổ khoảng cách từ vân sáng đỏ đến vân sáng tím bậc nằm bên so với vân sáng trung tâm D * Biểu thức bề rộng quang phổ bậc k: x k k ( d t ) a k = 1: bề rộng quang phổ bậc x1 id i t x 2x1 k = 2: bề rộng quang phổ bậc k = 3: bề rộng quang phổ bậc 3, x 3x1 Nhiễu xạ ánh sáng Nhiễu xạ ánh sáng tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ gần mép vật suốt không suốt II CÔNG THỨC GIẢI NHANH Hiệu đường ánh sáng (hiệu quang trình): ax SS2 S2 A SS1 S1A d d1 D Khoảng vân: khoảng cách hai vân sáng (hoặc vân tối) liên tiếp D D i x k 1 x k i a a Cho biết đoạn MN có n vân sáng Tính khoảng vân i MN Ở hai đầu hai vân sáng: i n 1 Ở hai đầu hai vân tối: i MN n MN n 0,5 Nếu thí nghiệm tiến hành môi trường suốt có chiết suất n bước sóng khoảng vân giảm n lần: D i n in n n a n Công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối so với vân sáng trung tâm: D k.i với k 0, 1, 2, Vị trí vân sáng: x s k a Một đầu vân sáng, đầu vân tối: i D D k 0,5 k 0,5 i 2a a (k = 0, -1: vân tối thứ nhất, k = 1, -2: vt thứ 2,…) Chú ý: Trong tượng giao thoa ánh sáng ta tăng cường độ chùm sáng độ sáng vân sáng tăng vân tối tối (không sáng lên) Ý nghĩa thí nghiệm Y-âng: Là sở thực nghiệm quan trọng để khẳng định ánh sáng có chất sóng phương pháp thực nghiệm hiệu để đo bước sóng ánh sáng Khoảng cách hai vân M, N bất kì: Nếu hai vân nằm bên: x x1 x Vị trí vân tối: x t 2k 1 Nếu hai vân nằm khác bên: x x1 x Xác định tính chất vân giao thoa M (E) có tọa độ xM: x Nếu M k k Tại M vân sáng bậc k i CÂM NANG VẬT LÍ 12 (65) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ xM k (k ) Tại M vân tối i Xác định số vân sáng, số vân tối Đặc biệt: Xác định số vân sáng, số vân tối vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân trung tâm) L n x (n: phần nguyên, x: phần dư) 2i Số vân sáng: Ns 2n Nếu Số vân tối: N t 2n x 0,5 ; N t 2n x < 0,5 Tổng quát: Xác định số vân sáng, số vân tối đoạn MN bất kì, biết tọa độ điểm M, N xM, xN (giả sử xN < xM) Số vân sáng: x N k.i x M ; Số vân tối: x N k 0,5 i x M k Số giá trị k nguyên số vân sáng (vân tối) cần tìm Xác định số vân sáng, số vân tối đoạn MN: MN Nt M, N hai vân sáng: Ns i MN Ns M, N hai vân tối: N t i MN 0, M vân sáng, N vân tối: Ns N t i Thí nghiệm có mỏng: Khi đặt mỏng có chiết suất n, có chiều dày e sát sau khe hệ vân (vân trung tâm) dịch chuyển phía khe có mỏng đoạn x0 so với lúc chưa có mỏng n 1 eD x0 a Khi đặt sau khe S1 mỏng (n1, e1); sau khe S2 mỏng (n2, e2) để hệ vân không dịch chuyển so với lúc đầu chưa có mỏng: n1 1 e1 n 1 e2 Khi đặt hai sát sau khe sáng: x D n1 1 e1 n 1 e2 a Dịch chuyển nguồn sáng S: Ban đầu nguồn sáng S đặt trục đối xứng IO hai khe, S cách mặt phẳng chứa hai khe đoạn d Dịch chuyển nguồn S theo phương vuông góc với trục đối xứng IO đoạn y = SS' tới vị trí S' hệ vân (vân sáng trung tâm) dịch chuyển ngược chiều với chiều di chuyển nguồn D (về phía nguồn trễ pha hơn) đoạn x: x y d Tìm độ dịch chuyển nhỏ nguồn (ymin) để O vân sáng chuyển thành vân tối: d i y D 10 Mở rộng khe sáng: Nguồn sáng S nằm trục đối xứng IO, mở rộng khe sáng S hai phía Tìm độ rộng nhỏ nguồn để hệ vân biến (không quan sát thấy tượng giao thoa nữa): d Smin i D CÂM NANG VẬT LÍ 12 (66) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ 11 Tạo thêm khe sáng thứ hai: Trên chứa khe S, khoét thêm khe hẹp S' song song với khe S, với y = SS' Tính ymin để hệ vân biến mất, không quan sát thấy tượng giao thoa nữa: d i y D 12 Thí nghiệm với ánh sáng trắng 0,38 m 0, 76 m Bề rộng quang phổ bậc k: x k D đ t a Bề rộng vùng xen phủ quang phổ bậc hai bậc ba: x 23 x đ x t D 2 đ 3 t a Xác định số vân sáng M có tọa độ xM: D a.x M ax ; 0,38 m M 0, 76 m k xM xs k a kD kD Xác định số vân tối M có tọa độ xM: D a.x M ax M ; 0,38 m x t (k 0,5) xM 0, 76 m k a (k 0, 5).D (k 0,5).D 13 Thí nghiệm giao thoa đồng thời với hai xạ đơn sắc 1 D D k i b Vân sáng trùng hai xạ: x s1 x s2 k1 k 2 pstg a a k 1 i1 c k b.n D Tọa độ vân trùng: x b.n b.n.i1 với n = 0, 1, 2, a k c.n Vân tối trùng hai xạ: x t1 x t D D 2k i b 2k1 1 2k 1 pstg 2a 2a 2k 1 i1 c 2k1 b 2n 1 Nếu toán có nghiệm 2k c 2n 1 D i Tọa độ vân trùng: x b 2n 1 b 2n 1 với n = 0, 1, 2, 2a Vân sáng xạ 1 trùng với vân tối xạ : D D k1 i b x s1 x t k1 2k 1 pstg a 2a 2k 21 2i1 c k1 b 2n 1 Nếu toán có nghiệm 2k c 2n 1 Tọa độ vân trùng: x b 2n 1 i1 với n = 0, 1, 2, 14 Thí nghiệm đồng thời với ba xạ đơn sắc 1 , 3 Vị trí ba vân sáng trùng nhau: xs1 = xs2 = xs3 k1i1 k 2i k 3i3 k11 k k 3 bk1 ck dk Tìm bội chung nhỏ (b, c, d) = A A A A Suy ra: k1 n ; k n ; k n với n 0, 1, 2, b c d A Toạ độ vân trùng: x k1i1 n.i1 b CÂM NANG VẬT LÍ 12 (67) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ CHỦ ĐỀ QUANG PHỔ CÁC LOẠI TIA I QUANG PHỔ Máy quang phổ a) Định nghĩa: Máy quang phổ dụng cụ để phân tích chùm sáng phức tạp thành thành phần đơn sắc khác Nói khác đi, dùng để nhận biết thành phần cấu tạo chùm sáng phức tạp nguồn sáng phát L2 b) Cấu tạo: Gồm phận L1 - Ống chuẩn trực: để tạo chùm sáng song song K - Hệ tán sắc (Lăng kính P): dùng để tán sắc ánh sáng P - Buồng ảnh (buồng tối): phận để thu quang phổ c) Ứng dụng: F - Dùng để phân tích quang phổ; - Dùng để xác định nhiệt nguồn sáng; - Dùng để nhận biết có mặt nguyên tố hoá học hợp chất d) Nguyên tắc hoạt động MQP lăng kính: Dựa tượng tán sắc ánh sáng Chú ý: Thực chất vạch quang phổ ảnh khe hẹp F Các loại quang phổ 2.1 Quang phổ liên tục a) Định nghĩa: Quang phổ liên tục dải có màu từ đỏ đến tím nối liền cách liên tục Hay: Quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền cách liên tục - Quang phổ ánh sáng trắng dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím - Quang phổ ánh sáng Mặt Trời, dây tóc bóng đèn sợi đốt phát quang phổ liên tục b) Đặc điểm: - Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nguồn sáng (vật phát sáng) - Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ vật - Quang phổ liên tục chất khác nhiệt độ hoàn toàn giống - Khi nhiệt độ tăng dần cường độ xạ mạnh miền quang phổ lan dần từ xạ có bước sóng dài sang xạ có bước sóng ngắn - Sự phân bố độ sáng vùng màu khác phụ thuộc vào nhiệt độ vật Nhiệt độ vật cao vùng màu sáng có bước sóng ngắn c) Nguồn phát: Do vật rắn, lỏng, khí áp suất lớn bị nung nóng phát d) Ứng dụng: - Đo nhiệt độ vật đo nhiệt độ nguồn sáng xa (VD: Mặt Trời, Sao,…) 2.2 Quang phổ vạch phát xạ a) Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ hệ thống vạch màu riêng rẽ tối Hay: Quang phổ vạch phát xạ gồm vạch màu riêng lẻ, ngăn cách khoảng tối b) Đặc điểm: - Quang phổ vạch phát xạ nguyên tố hoá học khác khác Khác về: số lượng vạch, vị trí vạch, màu sắc vạch, độ sáng tỉ đối vạch - Ví dụ: + Quang phổ vạch phát xạ Hiđrô gồm vạch: đỏ, lam, chàm, tím + Quang phổ vạch phát xạ Natri gồm vạch màu vàng sát (vạch kép) c) Nguồn phát: Do khí hay áp suất thấp, bị kích thích phát sáng phát d) Ứng dụng: Dùng để nhận biết có mặt nguyên tố có hợp chất 2.3 Quang phổ vạch hấp thụ a) Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ hệ thống vạch tối nằm quang phổ liên tục Hay: Quang phổ vạch hấp thụ quang phổ liên tục bị thiếu số vạch màu đơn sắc b) Đặc điểm: Mỗi chất khác có quang phổ vạch hấp thụ khác số lượng vị trí vạch CÂM NANG VẬT LÍ 12 (68) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ c) Nguồn phát: Muốn thu quang phổ vạch hấp thụ đám khí hay ta phải đặt đường chùm sáng trắng phát từ đèn điện có dây tóc nóng sáng chiếu đến khe máy quang phổ Điều kiện: Nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải thấp nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục, phải đủ cao để đám khí phát “vạch” d) Ứng dụng: - Dùng để nhận biết có mặt nguyên tố có hợp chất e) Hiện tượng đảo sắc vạch quang phổ - Hiện tượng nói lên mối liên hệ QPV phát xạ QPV hấp thụ gọi tượng đảo vạch quang phổ (hay đảo sắc vạch quang phổ) - Nếu nhiệt độ đám khí hay hấp thụ đủ cao tắt ánh sáng đèn nóng sáng, quang phổ liên tục biến mất; vạch tối quang phổ hấp thụ trở thành vạch màu quang phổ vạch phát xạ f) Kết luận: Ở nhiệt độ định, đám có khả phát ánh sáng đơn sắc có khả hấp thụ ánh sáng đơn sắc Chú ý: - Quang phổ ánh sáng Mặt Trời máy quang phổ ghi Trái Đất quang phổ vạch hấp thụ (của khí Mặt Trời) - Quang phổ ánh sáng Mặt Trời quang phổ liên tục Phép phân tích quang phổ a) Định nghĩa: Phép phân tích quang phổ phép xác định thành phần chất dựa vào quang phổ chúng b) Những tiện lợi phép phân tích quang phổ: - Phép phân tích định tính: cần nhận biết có mặt nguyên tố mẫu, cho kết nhanh đơn giản - Phép phân tích định lượng: cần xác định nồng độ thành phần, cho kết nhạy, xác cao - Ưu điểm tuyệt đối phép phân tích quang phổ là: xác định cấu tạo, nhiệt độ vật xa Mặt Trời, sao,… II CÁC LOẠI TIA Tia hồng ngoại (Hồng ngoại tức vùng đỏ) a) Định nghĩa: Tia hồng ngoại xạ điện từ không nhìn thấy, có bước sóng lớn bước sóng ánh sáng đỏ ( > 0,75 m) b) Bản chất: sóng điện từ c) Nguồn phát: Do vật nhiệt độ thấp, (K) - Để tia hồng ngoại phát vào môi trường xung quanh nhiệt độ vật phải lớn nhiệt độ môi trường xung quanh - Ví dụ: lò than, lò điện, đèn điện dây tóc, d) Tính chất: - Tác dụng nhiệt tính chất bật nhất; - Gây số phản ứng hoá học, tác dụng lên phim ảnh phim chụp ảnh ban đêm, - Có thể biến điệu; - Gây tượng quang điện số chất bán dẫn e) Ứng dụng: - Sấy khô sưởi ấm; - Bộ điều khiển từ xa: điều khiển ti vi, thiết bị nghe nhìn, - Dùng để chụp ảnh ban đêm, chụp bề mặt Trái Đất từ cao, - Trong quân sự: chế tạo tên lửa tự tìm mục tiêu, quay phim, ống nhòm ban đêm, Tia tử ngoại (Tử ngoại tức vùng tím) a) Định nghĩa: Tia tử ngoại xạ điện từ không nhìn thấy, có bước sóng ngắn 0,38 m đến cỡ 10-9m (hay ngắn bước sóng ánh sáng tím : < 0,38 m) CÂM NANG VẬT LÍ 12 (69) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ b) Bản chất: sóng điện từ c) Nguồn phát: Do vật nóng 20000C - Ví dụ: đèn cao áp thuỷ ngân, hồ quang điện, Mặt trời,… d) Tính chất tác dụng: - Có tác dụng mạnh lên phim ảnh; - Có thể làm phát quang số chất; - Có tác dụng ion hoá chất khí; - Có khả gây số phản ứng quang hoá, quang hợp; - Có tác dụng gây hiệu ứng quang điện; - Có tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào, làm hại mắt, diệt khuẩn, diệt nấm mốc, - Bị thuỷ tinh, nước,… hấp thụ mạnh; - Thạch anh gần suốt (không hấp thụ) với tia tử ngoại có bước sóng từ 0,18 m đến 0,40 m (vùng tử ngoại gần); - Có tác dụng nhiệt e) Ứng dụng: - Trong công nghiệp kỹ thuật: Tìm vết nứt, vết xước sản phẩm đúc, tiện,… - Trong y học: chữa bệnh còi xương, diệt vi khuẩn, khử trùng, Chú ý: Dụng cụ phát tia hồng ngoại tử ngoại pin nhiệt điện (dựa vào tác dụng nhiệt) Tia Rơn-ghen (tia X) a) Định nghĩa: Tia X xạ điện từ không nhìn thấy có bước sóng nhỏ tia tử ngoại lớn bước sóng tia gamma ( 1011 m 108 m ) b) Bản chất: sóng điện từ c) Nguồn phát: ống Cu-lit-giơ phát (không nhiệt + độ) F A - Ống Cu-lit-giơ ống tia catôt gồm có điện cực K A K, A làm kim loại có nguyên F’ Nước làm tử lượng lớn, khó nóng chảy vônfram (W), bạch kim nguội (Pt),… - Hiệu điện hai cực ống: UAK cỡ vài Tia X chục đến vài trăm kV -3 - Áp suất ống: p ~ 10 mmHg Chú ý: tạo tia X ống Rơn-ghen d) Cơ chế phát tia Rơnghen: Các êlectrôn chùm tia catôt tăng tốc mạnh điện trường anôt catôt, đến đập vào anốt, xuyên sâu vào lớp êlectrôn bên vỏ nguyên tử anốt Tại chúng tương tác với êlectrôn với hạt nhân nguyên tử phát sóng điện từ có bước sóng ngắn (bức xạ hãm) Đó tia Rơn-ghen e) Tính chất (đặc điểm) tia X: - Có khả đâm xuyên mạnh tính chất bật nhất; - Có tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hoá không khí; - Có tác dụng làm phát quang số chất; - Gây tượng quang điện hầu hết kim loại; - Có tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào, diệt vi khuẩn, f) Ứng dụng: - Chụp điện, chiếu điện (chụp X quang); - Chữa bệnh ung thư nông, gần da - Trong công nghiệp: kiểm tra chất lượng vật đúc, tìm vết nứt, bọt khí (lỗ hổng) bên vật kim loại, kiểm tra hành lí sân bay, Chú ý: Màn hình tivi thường làm dày để tránh tia X CÂM NANG VẬT LÍ 12 (70) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG ĐỖ MINH TUỆ Thang sóng điện từ a) Phân loại sóng điện từ: Sắp xếp theo thứ tự giảm dần bước sóng (tăng dần tần số): Sóng vô tuyến Tia hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia tử ngoại Tia X Tia gamma Miền sóng điện từ Sóng vô tuyến điện Tia hồng ngoại Ánh sáng nhìn thấy Tia tử ngoại Tia X (Rơn-ghen) Tia gamma Bước sóng (m) 3.104 10-2 7,6.10-7 10-3 -7 7,6.10 3,8.10-7 3,8.10-7 10-9 10-11 10-8 -11 Dưới 10 b) Đặc điểm: - Các tia có bước sóng ngắn tia tử ngoại, tia X, tia gamma có tính đâm xuyên mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang chất, dễ làm iôn hoá không khí - Các tia có bước sóng dài ánh sáng nhìn thấy, lại dễ quan sát tượng giao thoa,… CÂM NANG VẬT LÍ 12 (71) 0916.609.081 – minhtuecbg81@gmail.com