Kiến thức cơ bản chương sóng ánh sáng vật lí 12

STUDY TIP

Trong hiện tượng tán sắc, tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất.

Chú ý

- Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau vận tốc của ánh sáng thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số của ánh sáng thì không thay đổi.

- Dải có màu như cầu vồng (có vô số màu nhưng được chia thành 7 màu chính là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi là quang phổ của ánh sáng trắng.

Màu sắc

Bước sóng trong chân không (μm)

Bước sóng trong chân không (nm)

Đỏ

0,640 - 0,760

640 - 760

Cam

0,590 - 0,650

590 - 650

Vàng

0,570 - 0,600

570 - 600

Lục

0,500 - 0,575

500 - 575`

Lam

0,450 - 0,510

450 - 510

Chàm

0,430 - 0,460

430 - 460

Tím

0,380 - 0,440

380 - 440

Chú ý

Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy (ánh sáng khả kiến) đều có bước sóng trong chân không (hoặc không khí) trong khoảng từ 0,38 μm (ánh sáng tím) đến 0,76 μm (ánh sáng đỏ).

STUDY TIP

Máy dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn phát ra.

Quang phổ liên tục

Quang phổ vạch phát xạ

Quang phổ vạch hấp thụ 

Định nghĩa

Là một dải màu có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục

Là một hệ thống những vạch sáng riêng rẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

Là một hệ thống gồm các vạch hay đám vạch tối trên nền quang phổ liên tục.

Nguồn phát

Do các chất rắn, chất lỏng hay chất khí có áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra

Do các chất khí, hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích (khi nóng sáng, hoặc khi có dòng điện phóng qua).

- Các chất rắn, chất lỏng, chất khí đều cho được quang phổ hấp thụ.

- Điều kiện để có quang phổ hấp thụ: Nhiệt độ của đám khí hay hơi phải thấp hơn nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục.

Đặc điểm

- Không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng.

- Các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì hoàn toàn giống nhau về quang phổ liên tục.

- Chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng.

- Ở mọi nhiệt độ, vật đều bức xạ.

- Khi nhiệt độ tăng dần, cường độ bức xạ càng mạnh và miền quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bức xạ có bước sóng ngắn.

- Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó.

- Các nguyên tố khác nhau thì phát ra các quang phổ vạch khác nhau về: số lượng vạch, màu sắc, bước sóng (tức là về vị trí các vạch) và độ sáng tỉ đối giữa các vạch.

- Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ.

- Còn quang phổ của chất lỏng và rắn lại chứa “đám”, mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.

Ứng dụng

Dùng để xác định nhiệt độ của các vật (đặc biệt là những vật ở rất xa và có nhiệt độ cao) như dây tóc bóng đèn, lò cao,... và cả nhiệt độ của các ngôi sao ở rất xa.

Biết được thành phần cấu tạo của nguồn sáng.

Nhận biết được sự có mặt của các nguyên tố trong hỗn hợp hay hợp chất.

Nhận biết sự có mặt của nguyên tố trong các hỗn hợp hay hợp chất.

Tia hồng ngoại

Tia tử ngoại

Tia X

Bản chất

Cùng là sóng điện từ nhưng có bước sóng khác nhau

Định nghĩa

Bức xạ điện từ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ.

Bức xạ điện từ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím.

Tia X là sóng điện từ có bước sóng   đến

Bước sóng

đến

đến

đến

Nguồn phát

- Mặt Trời là nguồn phát hồng ngoại mạnh 

- Các vật có nhiệt độ lớn hơn  đều phát ra tia hồng ngoại

- Bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại, là những nguồn phát ra tia hồng ngoại

- Mặt Trời là một nguồn phát ra tia tử ngoại mạnh. Hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân là các nguồn phát ra tia tử ngoại khá mạnh.

- Nói chung, những vật có nhiệt độ trên   đều có phát ra tia tử ngoại (ngoài việc có phát ra tia hồng ngoại và ánh sáng thấy được).

- Ống tia X

- Ống Cu-lit-giơ

- Phản ứng hạt nhân

Tính chất

Vì các tia đều có bản chất là sóng điện từ nên đều có thể truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ,...

- Có tác dụng nhiệt mạnh.

- Có tác dụng lên phim ảnh.

- Có thể gây ra phản ứng hóa học (ví dụ như tạo ra phản ứng hóa học trên phim hồng ngoại).

- Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần.

- Bị nước và thủy tinh hấp thụ rất mạnh nhưng lại hầu như trong suốt đối với thạch anh.

- Có tác dụng lên phim ảnh.

- Có thể gây ra các phản ứng hóa học.

- Kích thích phát quang một số chất (nhờ tác dụng phát quang người ta dùng tia tử ngoại làm máy soi tiền).

- Làm ion hóa không khí.

- Có tác dụng sinh học, hủy diệt tế bào

- Tia X có tính đâm xuyên mạnh.

- Có tác dụng lên kính ảnh (làm đen kính ảnh dùng để chụp X quang).

- Làm phát quang một số chất.

- Làm ion hóa không khí.

- Có tác dụng sinh lý, hủy diệt tế bào.

Ứng dụng

- Dùng để sấy, sưởi.

- Dùng để chụp ảnh hay quay phim ban đêm.

- Dùng để truyền tín hiệu điều khiển trong các bộ điều khiển từ xa (remote).

- Dùng để dò tìm vết xước trên bề mặt sản phẩm.

- Dùng để điều trị chứng bệnh còi xương ở trẻ em.

- Dùng để tiệt trùng cho thực phẩm.

- Dùng làm nguồn sáng cho các máy soi tiền giả.

- Dùng để chụp điện, chiếu điện.

- Dùng để dò tìm vết nứt bên trong các sản phẩm đúc.

- Dùng trong kiểm tra hành lý ở sân bay.

- Dùng để diệt khuẩn.

- Dùng trong điều trị ung thư nông, gần da.

- Dùng để nghiên cứu cấu trúc của mạng tinh thể.

Sóng điện từ

Bước sóng (m)

Tia gamma

Dưới

Tia Rơn-ghen

Tia tử ngoại

Ánh sáng nhìn thấy

Tia hồng ngoại

Sóng vô tuyến

trở lên

Chú ý

Các tia có bước sóng càng ngắn (tia X, tia gamma) có tính chất đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, làm phát quang các chất và dễ ion hóa không khí