Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020 chuyên đề sóng ánh sáng Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020 chuyên đề sóng ánh sáng 1 Chƣơng 5 SÓNG ÁNH SÁNG Chủ đề 1 TÁN SẮC ÁNH SÁNG I THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG 1) Thí nghiệm Chiếu ánh sáng Mặt Trời qua một lăng kính thuỷ tinh P thấy vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu biến thiên, dải màu trên được gọi là quang phổ 2) Nhận xét Chùm ánh sáng trắng sau khi qua lăng kính thì bị phân tách thành các chùm sáng đơ.
Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng Chƣơng SÓNG ÁNH SÁNG Chủ đề TÁN SẮC ÁNH SÁNG I THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG TRẮNG 1) Thí nghiệm Chiếu ánh sáng Mặt Trời qua lăng kính thuỷ tinh P thấy vệt sáng F’ M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành dải màu biến thiên, dải màu gọi quang phổ 2) Nhận xét - Chùm ánh sáng trắng sau qua lăng kính bị phân tách thành chùm sáng đơn sắc đồng thời bị lệch phía đáy lăng kính Hiện tượng gọi tán sắc ánh sáng - Góc lệch chùm sáng có màu khác khác Góc lệch với chùm sáng tìm lớn nhất, chùm sáng đỏ nhỏ - Dải màu thu quan sát gồm có màu chính: Đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím II THÍ NGHIỆM VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC 1) Thí nghiệm Vẫn làm thí nghiệm tương tự thí nghiệm với ánh sáng ánh sáng trắng trên, nhiên chùm sáng đơn sắc sau qua lăng kính P tách lấy ánh sáng đơn sắc (ví dụ ánh sáng vàng) tiếp tục cho qua lăng kính Khi quan sát nhận thấy thu điểm sáng vàng 2) Kết luận - Ánh sáng đơn sắc ánh sáng có màu định, có bước sóng định khơng bị tán sắc truyền qua lăng kính - Ánh sáng trắng hỗn hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím - Sự tán sắc ánh sáng phân tách chùm sáng phức tạp thành chùm sáng đơn sắc - Thứ tự xếp bước sóng chiết suất lăng kính với ánh sáng đơn sắc bản:λ λđỏ > λcam > λvàng > λlục > λlam > λchàm > λtím nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020-chun đề sóng ánh sáng c 3.108 - Ta có: n = = với v tốc độ truyền ánh sáng mơi trường có chiết suất n Khi v v ánh sáng truyền từ môi trường (1) sang môi trường (2) ta có v1 n2 n → v2 n1 2 n1 Bƣớc sóng ánh sáng đơn sắc truyền chân không là: 0 = c/f mơi trường có chiết suất n là: = 0/n * Chiết suất môi trường suốt phụ thuộc vào màu sắc tần số ánh sáng Đối với ánh sáng màu đỏ nhỏ nhất, màu tím lớn Trong mơi trường ánh sáng có màu sắc khác có vận tốc khác nhau, vận tốc ánh sáng giảm dần theo màu sắc từ ánh sáng đỏ đến ánh sáng tím * Ánh sáng trắng (0,38µm 0,76µm) tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím Giải thích màu sắc vật – màu sắc kính * Ánh sáng trắng tập hợp vơ số ánh sáng đơn sắc khác Một vật có màu sắc phản xạ ánh sáng đơn sắc màu đó hấp thụ mà sắc khác, bơng hoa màu đỏ phản xạ ánh sáng đơn sắc màu đỏ hấp thụ màu lại, vật màu trắng phản xạ tất màu đơn sắc, vật màu đen hấp thụ tất màu đơn sắc * Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc khác Tấm kính có màu chứng tỏ cho ánh sáng đơn sắc màu qua hấp thụ tất màu cịn lại, kính suốt cho tất màu qua 4) Định luật khúc xạ ánh sáng: Sini n2 Sinr n1 5)Điều kiện phản xạ toàn phần: + n1 n2 ( ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang ) + i igh với Sinigh n2 n1 6) Cơng thức lăng kính Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng sin i1 n sin r1 (1) - Trường hợp tổng quát: sin i n sin r2 (2) A r1 r2 (3) D i1 i A (4) - Trường hợp góc tới nhỏ ta có cơng thức xấp xỉ sinx ≈ x i nr1 → D = i1 + i2 - A ≈ (n-1)A i nr2 Gần đúng: - Dđ Dcam Dtím * Sự biến thiên góc lệch D theo góc tới - Lí thuyết thực nghiệm chứng tỏ góc tới i thay đổi góc lệch D thay đổi có giá trị cực tiểu A Dmin i1 = i2 = i, từ r1 = r2 = r = Dmin = 2i – A - Ở điều kiện ứng với Dmin đường truyền tia sáng đối xứng qua mặt phẳng phân giác góc A Ta có: sin Dmin A A = n sin 2 7)Công thức thấu kính: D 1 n 1 f R1 R2 8)Khi chiếu chùn tia sáng trắng từ khơng khí vào nƣớc thì: rđ rcam rtím BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ 1: Bước sóng ánh sáng đỏ khơng khí 0,64 μm Tính bước sóng ánh sáng nước biết chiết suất nước ánh sáng đỏ Hướng dẫn giải: v c λ Ta có λ ' = = = = 0,48 μm f nf n Ví dụ 2: Một chùm ánh sáng hẹp, đơn sắc có bước sóng chân khơng λ = 0,60 μm Xác định chu kì, tần số ánh sáng Tính tốc độ bước sóng ánh sáng truyền thủy tinh có chiết suất n = 1,5 Hướng dẫn giải: v λ Ta có f = c/λ = 5.1014 Hz; T = 1/f = 2.10-15 s; v = c/n = 2.108 m/s; λ' = = = 0,4 μm f n Ví dụ 3: Một lăng kính có góc chiết quang 60 Biết chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ 1,5 Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng Chiếu tia sáng màu đỏ vào mặt bên lăng kính với góc tới 600 Tính góc lệch tia ló so với tia tới Hướng dẫn giải: Ta có sinr1 = sini1 = 0,58 r1 = 35,30 r2 = A – r1 = 24,70; sini2 = nsinr2 = 0,63 = sin38,00 n i2 = 38,80 D = i1 + i2 – A = 38,80 Ví dụ 4: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Tính góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính Hướng dẫn giải: Với A i1 nhỏ (≤ 10 ) ta có: D = (n – 1)A Do đó: Dd = (nd - 1)A; Dt = (nt – 1)A Góc tạo tia ló đỏ tia ló tím ΔD = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 ≈ 10’ Ví dụ 5: Chiếu tia sáng đơn sắc màu vàng từ khơng khí (chiết suất coi ánh sáng) vào mặt phẵng phân cách khối chất rắn suốt với góc tới 600 thấy tia phản xạ trở lại khơng khí vng góc với tia khúc xạ vào khối chất rắn Tính chiết suất chất rắn suốt ánh sáng màu vàng Hướng dẫn giải: Ta có sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi n = tani = Ví dụ 6: Chiếu tia sáng gồm hai thành phần đỏ tím từ khơng khí (chiết suất coi ánh sáng) vào mặt phẵng khối thủy tinh với góc tới 600 Biết chiết suất thủy tinh ánh sáng đỏ 1,51; ánh sáng tím 1,56 Tính góc lệch hai tia khúc xạ thủy tinh Hướng dẫn giải: sin i sin i Ta có: sinr = n d = 0,754 = sin350; sinr = n t = 0,555 = sin33,70 Δr = r – r = 1,30 d t d t LUYỆN TẬP VỀ TÁN SẮC ÁNH SÁNG Câu 1: Chiếu chùm tia sáng hẹp qua lăng kính Chùm tia sáng tách thành chùm tia sáng có màu khác Hiện tượng gọi A giao thoa ánh sáng B tán sắc ánh sáng C khúc xạ ánh sáng D nhiễu xạ ánh sáng Câu 2: Chọn câu sai câu sau? A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính B Mỗi ánh sáng đơn sắc khác có màu sắc định khác C Ánh sáng trắng tập hợp ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D Lăng kính có khả làm tán sắc ánh sáng Câu 3: Chọn câu câu sau? A Sóng ánh sáng có phương dao động theo dọc phương truyền ánh sáng B Ứng với ánh sáng đơn sắc, sóng ánh sáng có chu kì định C Vận tốc ánh sáng môi trường lớn chiết suất trường lớn Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng D Ứng với ánh sáng đơn sắc, bước sóng khơng phụ thuộc vào chiết suất mơi trương ánh sáng truyền qua Câu 4: Một tia sáng qua lăng kính ló màu khơng phải màu trắng A ánh sáng đơn sắc B ánh sáng đa sắc C ánh sáng bị tán sắc D lăng kính khơng có khả tán sắc Câu 5: Ánh sáng trắng qua lăng kính thủy tinh bị tán sắc, ánh sáng màu đỏ bị lệch ánh sáng màu tím, thuỷ tinh ánh sáng đỏ có A có tần số khác ánh sáng tím B vận tốc lớn ánh sáng tím C tần số lớn tần số ánh sáng tím D chiết suất nhỏ ánh sáng tím Câu 6: Một sóng ánh sáng đơn sắc đặc trưng A màu sắc B tần số C vận tốc truyền D chiết suất lăng kính với ánh sáng Câu 7: Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường suốt sang môi trường suốt khác A tần số thay đổi, vận tốc không đổi B tần số thay đổi, vận tốc thay đổi C tần số không đổi, vận tốc thay đổi D tần số không đổi, vận tốc không đổi Câu 9: Tìm phát biểu ánh sáng đơn sắc A Đối với môi trường khác nhau, ánh sáng đơn sắc ln có bước sóng B Đối với ánh sáng đơn sắc, góc lệch tia sáng lăng kính khác có giá trị C Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị lệch đường truyền qua lăng kính D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tách màu qua lăng kính Câu 10: Chọn câu phát biểu sai A Nguyên nhân tượng tán sắc ánh sáng thay đổi chiết suất mơi trường ánh sáng có màu sắc khác B Dải màu cầu vồng quang phổ ánh sáng trắng C Ánh sáng trắng tập hợp gồm ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím D Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính Câu 11: Phát biểu sau sai nói ánh sáng đơn sắc? A Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu xác định gọi màu đơn sắc B Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định C Vận tốc truyền ánh sáng đơn sắc môi trường suốt khác D ánh sáng đơn sắc khơng bị tán sắc truyền qua lăng kính Câu 12: Chọn câu sai A Ánh sáng trắng tập hợp gồm ánh sáng đơn sắc: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím B Ánh sáng đơn sắc ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính C Vận tốc sóng ánh sáng tuỳ thuộc môi trường suốt mà ánh sáng truyền qua D Dãy cầu vồng quang phổ ánh sáng trắng Câu 13: Chọn câu trả lời sai A Nguyên nhân tán sắc chiết suất môi trường suốt ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác khác Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng B Trong tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng, tia đỏ có góc lệch nhỏ C Trong tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng, tia tím có góc lệch nhỏ D Ánh sáng đơn sắc khơng bị tán sắc qua lăng kính Câu 14: Phát biểu sau không đúng? A Chiết suất chất làm lăng kính ánh sáng đơn sắc khác B Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lăng kính C Khi chiếu chùm ánh sáng mặt trời qua cặp hai môi trường suốt tia tím bị lệch phía mặt phân cách hai môi trường nhiều tia đỏ D Ánh sáng trắng tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím Câu 16: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền chân khơng có bước sóng A λ = C f B λ = c/f C λ = f/c D λ = 2cf Câu 17: Một ánh sáng đơn sắc tần số f truyền mơi trường với vân tốc v có bước sóng A λ = v.f B λ = v/f C λ = f/v D λ = 2vf Câu 18: Một ánh sáng đơn sắc truyền mơi trường với vận tốc v chiết suất tuyệt đối mơi trường với ánh sáng A n = c/v B n = c.v C n = v/c D n = 2c/v Câu 19: Một ánh sáng đơn sắc truyền từ chân khơng có bước sóng λ0 vào mơi trường có chiết suất tuyệt đối n (đối với ánh sáng đó) bước sóng λ ánh sáng đơn sắc mơi trường A λ = cλ0 B λ = nλ0 C λ = λ0/n D λ = λ0 Câu 20: Một xạ đơn sắc có tần số f truyền mơi trường có bước sóng λ chiết suất môi trường xạ A n = λf B n = cλf C n = c/(λf) D n = cλ/f Câu 21 : Một lăng kính có góc chiết quang A = (coi góc nhỏ) đặt khơng khí Chiếu chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, gần cạnh lăng kính Đặt E sau lăng kính, vng góc với phương chùm tia tới cách mặt phẳng phân giác góc chiết quang 1,2 m Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ nđ = 1,642 ánh sáng tím nt = 1,685 Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím quang phổ liên tục quan sát A 4,5 mm B 36,9 mm C 10,1 mm D 5,4 mm Câu 22: Một thấu kính hội tụ mỏng, có mặt cầu giống bán kính 20 cm Chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,50; ánh sáng tím nt = 1,54 Khoảng cách tiêu điểm tia đỏ tiêu điểm tia tím: A 1,50 cm B 1,481 cm C 1,482 cm D 1,96 cm Câu 23 : Chiếu từ nước không khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, lam, đỏ, lục, vàng Tia ló đơn sắc màu lục là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Không kể tia đơn sắc màu lục, tia ló ngồi khơng khí tia đơn sắc màu: A tím, lam, đỏ B đỏ, vàng, lam C đỏ, vàng D lam, tím Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng Câu 24: Chiếu chùm tia sáng song song từ khơng khí vào mặt nước góc tới 600, chiều sâu bể nước 1,2 m Chiết suất nước với ánh sáng đổ tím 1,34 1,38 Đặt gương phẳng đáy bể nước Tính bề rộng chùm tia ló khỏi mặt nước? A 4,67 cm B 6,33 cm C 4,89 cm D 7,34 cm Câu 25: Trong phát biểu sau đây, phát biểu sai? A Ánh sáng trắng tổng hợp (hỗn hợp) nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím B Ánh sáng đơn sắc ánh sáng khơng bị tán sắc qua lăng kính C Hiện tượng chùm sáng trắng, qua lăng kính, bị tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác tượng tán sắc ánh sáng D Ánh sáng Mặt Trời phát ánh sáng đơn sắc có màu trắng Câu 26: Một thấu kính hội tụ mỏng, có mặt cầu giống Chiết suất thấu kính ánh sáng đỏ nđ = 1,5; ánh sáng tím nt = 1,56 Tỉ số tiêu cự thấu kính với ánh sáng tím đỏ A 1,12 B 1,04 C 0,96 D 0,89 Câu 27 : Từ khơng khí người ta chiếu xiên tới mặt nước nằm ngang chùm tia sáng hẹp song song gồm hai ánh sáng đơn sắc: màu vàng, màu chàm Khi chùm tia khúc xạ A gồm hai chùm tia sáng hẹp chùm màu vàng chùm màu chàm, góc khúc xạ chùm màu vàng nhỏ góc khúc xạ chùm màu chàm B chùm tia sáng hẹp song song C gồm hai chùm tia sáng hẹp chùm màu vàng chùm màu chàm, góc khúc xạ chùm màu vàng lớn góc khúc xạ chùm màu chàm D chùm tia màu vàng cịn chùm tia màu chàm bị phản xạ tồn phần Câu 28: Chiếu chùm tia sáng song song từ khơng khí vào mặt nước góc tới 600, chiều sâu bể nước 0,9 m Chiết suất nước với ánh sáng đổ tím 1,34 1,38 Đặt gương phẳng đáy bể nước Tính bề rộng dải quang phổ thu mặt nước? A 3,67 cm B 6,33 cm C 2,66 cm D 7,34 cm Câu 29 : Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền chân khơng với bước sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt ứng với ánh sáng 1,52 Tần số ánh sáng truyền môi trường suốt 14 A nhỏ 5.10 Hz cịn bước sóng 600 nm B lớn 5.1014 Hz cịn bước sóng nhỏ 600 nm C 5.1014 Hz cịn bước sóng nhỏ 600 nm D 5.1014 Hz bước sóng lớn 600 nm Câu 30: Chiếu chùm tia sáng song song từ khơng khí vào mặt nước góc tới 600, chiều sâu bể nước m Chiết suất nước với ánh sáng đổ tím 1,33 1,34 Đặt gương phẳng đáy bể nước Tính bề rộng chùm tia ló khỏi mặt nước? A 1,1 cm B 1,33 cm C 1,2 cm D 1,54 cm Câu 31: Phát biểu sau đúng? A Ánh sáng đơn sắc ánh sáng bị tán sắc qua lăng kính Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng B Ánh sáng trắng hỗn hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím C Chỉ có ánh sáng trắng bị tán sắc truyền qua lăng kính D Tổng hợp ánh sáng đơn sắc ánh sáng trắng Câu 32: Chiếu xiên chùm sáng hẹp gồm hai ánh sáng đơn sắc vàng lam từ không khí tới mặt nước A chùm sáng bị phản xạ toàn phần B so với phương tia tới, tia khúc xạ vàng bị lệch tia khúc xạ lam C tia khúc xạ ánh sáng vàng, cịn tia sáng lam bị phản xạ tồn phần D so với phương tia tới, tia khúc xạ lam bị lệch tia khúc xạ vàng Câu 33: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 40, đặt khơng khí Chiết suất lăng kính ánh sáng đỏ tím 1,643 1,685 Chiếu chùm tia sáng song song, hẹp gồm hai xạ đỏ tím vào mặt bên lăng kính theo phương vng góc với mặt Góc tạo tia đỏ tia tím sau ló khỏi mặt bên lăng kính xấp xỉ A 1,4160 B 0,3360 C 0,1680 D 13,3120 Câu 34: Chiếu từ nước khơng khí chùm tia sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm thành phần đơn sắc: tím, chàm, vàng, lục, cam Tia ló đơn sắc màu lục là mặt nước (sát với mặt phân cách hai môi trường) Trong số tia sáng đơn sắc khơng ló ngồi khơng khí tia sát với pháp tuyến A vàng B tím C cam D chàm Câu 35: Chiếu xiên từ khơng khí vào nước chùm sáng song song hẹp (coi tia sáng) gồm ba thành phần đơn sắc: đỏ, lam tím Gọi rđ, rlam, rt góc khúc xạ ứng với tia màu đỏ, tia màu lam tia màu tím Hệ thức A rlam = rt = rđ B rt < rlam < rđ C rđ < rlam < rt D rt < rđ < rlam Câu 36: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = , chiết suất tia tím nt = 1,6852 Chiếu vào lăng kính tia sáng trắng góc tới nhỏ, hai tia ló tím vàng hợp với góc 0,003 rad Lấy 1’ = 3.10-4rad Chiết suất lăng kính tia vàng: A 1,5941 B 1,4763 C 1,6518 D 1,6519 Câu 37: Chiếu tia sáng trắng nằm tiết diện thẳng lăng kính thủy tinh, vào lăng kính, theo phương vng góc với mặt bên lăng kính Góc chiết quang lăng kính 300 Biết chiết suất lăng kính tia đỏ 1,5 tia tím 1,6 Tính góc làm tia ló màu đỏ tia ló màu tím A 4,540 B 12,230 C 2,340 D 9,160 Câu 38: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 60, có chiết suất tia đỏ nđ = 1,54 tia tím nt = 1,58 Cho chùm tia sáng trắng hẹp, chiếu vng góc với mặt phẳng phân giác góc chiết quang, vào mặt bên lăng kính Tính góc tia đỏ tia tím ló khỏi lăng kính 0 0 A 0,87 B 0,24 C 1,22 D 0,72 Chủ đề GIAO THOA ÁNH SÁNG A.TĨM TẮT LÍ THUYẾT VỀ GIAO THOA Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng I HIỆN TƢỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG - Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng - Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng giải thích thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng Hiện tượng tương tự tượng nhiễu xạ sóng mặt nước gặp vật cản Mỗi chùm sáng đơn sắc coi chùm sóng có bước sóng xác định II HIỆN TƢỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG Nguồn S phát sóng kết hợp, ánh sáng từ khe hẹp S1 S2 thỏa sóng kết hợp giao thoa với Kết trường giao thoa xuất xen kẽ miền sáng, miền tối Cũng sóng có sóng ánh sáng kết hợp tạo tượng giao thoa III XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CÁC VÂN SÁNG, VÂN TỐI Để xét xem điểm M quan sát vân sáng hai vân tối cần xét hiệu quang lộ từ M đến hai nguồn (giống sóng học) Đặt δ = d2 – d1 hiệu quang lộ Ta có d2 - d1 = d 22 d12 d d1 Từ hình vẽ ta có a 2 d S M D x 2 2 → d 22 d12 =2ax a 2 d1 S2 M D x Do khoảng cách từ hai khe đến nhỏ so với D khoảng cách từ M đến O nhỏ so với D (hay a, x 0,76 μm) đến vài mm - Tia hồng ngoại có chất sóng điện từ b) Nguồn phát - Mọi vật có nhiệt độ cao 0K phát tia hồng ngoại Mơi trường xung quanh, có nhiệt độ cao 0K nên phát tia hồng ngoại Vật có nhiệt độ thấp phát tia có bước sóng ngắn, mà phát tia có bước sóng dài Thân nhiệt người có nhiệt độ khoảng 370C (310 K) nguồn phát tia hồng ngoại, phát chủ yếu tia có bước sóng từ μm trở lên Ngồi động vật máu nóng phát tia hồng ngoại - Bếp ga, bếp than nguồn phát tia hồng ngoại Để tạo chùm tia hồng ngoại định hướng, dùng kỹ thuật, người ta thường dùng đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp đặc biệt dùng điôt phát quang hồng ngoại - Ánh sáng mặt trời có khoảng 50% lượng thuộc tia hồng ngoại c) Tính chất ứng dụng - Tính chất bật có tác dụng nhiệt mạnh Tia hồng ngoại dễ bị vật hấp thụ, lượng chuyển hóa thành nhiệt khiến cho vật nóng lên Tính chất ứng dụng sấy khô sưởi ấm - Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại Được ứng dụng để chụp ảnh hồng ngoại ban đêm kĩ thuật quân - Tia hồng ngoại có khả gây số phản ứng hóa học Vì người ta chế tạo phim ảnh chụp tia hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh hồng ngoại nhiều thiên thể - Tia hồng ngoại biến điệu sóng điện từ cao tần Tính chất cho phép ta chế tạo 22 Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020-chuyên đề sóng ánh sáng điều khiển từ xa - Trong quân sự, tia hồng ngoại có nhiều ứng dụng đa dạng: ống nhòm hồng ngoại để quan sát lái xe ban đêm, camêra hồng ngoại, tên lửa tự động tμm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại mục tiêu phát ra… - Tia hồng ngoại cịn có khả gây tượng quang điện với số chất bán dẫn (Học chương Lượng tử ánh sáng) 2) Tia tử ngoại a) Định nghĩa - Tia hồng ngoại xạ khơng nhìn thấy có bước sóng nhỏ bước sóng ánh sáng tím (λ < 0,38 μm) đến vài nm - Tia tử ngoại có chất sóng điện từ b) Nguồn phát - Những vật có nhiệt độ cao (từ 20000C trở lên) phát tia tử ngoại Nhiệt độ vật cao phổ tử ngoại vật kéo dài phía sóng ngắn - Hồ quang điện có nhiệt độ 30000C nguồn tử ngoại mạnh, bề mặt Mặt Trời có nhiệt độ chừng 6000K nguồn tử ngoại mạnh - Trong phòng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bệnh viện,… nguồn tử ngoại chủ yếu đèn thủy ngân c) Tính chất - Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh - Tia tử ngoại kích thích phát quang nhiều chất (đèn huỳnh quang) - Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học - Tia tử ngoại làm ion hóa khơng khí nhiều chất khí khác - Tia tử ngoại có tác dụng sinh học - Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh,… hấp thụ mạnh lại truyền qua thạch anh d) Sự hấp thụ tia tử ngoại - Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh tia tử ngoại Thạch anh, nước khơng khí suốt tia có bước sóng 200 nm, hấp thụ tia có bước sóng ngắn - Tầng ơzơn hấp thụ hầu hết tia có bước sóng 300 nm “tấm áo giáp” bảo vệ cho người sinh vật mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt tia tử ngoại Mặt Trời e) Ứng dụng - Trong y học, tia tử ngoại sử dụng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, để chữa số bệnh - Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm trước đóng gói đóng hộp - Trong cơng nghiệp khí, tia tử ngoại sử dụng để tμm vết nứt bề mặt vật kim loại 3) Tia X (tia Rơn - ghen) a) Phát tia X Mỗi chùm tia Catơt – tức chùm êlectron có 23 Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020-chun đề sóng ánh sáng lượng lớn – đập vào vật rắn vật phát tia X b) Cách tạo tia X Để tạo tia X người ta dùng ống Cu-lít-giơ Ống Cu-lít-giơ ống thủy tinh bên chân không, gồm dây nung vonfam FF’ dùng làm nguồn êlectron hai điện cực: Dây FF’ nung nóng dịng điện Người ta đặt anôt catôt hiệu điện cỡ vài chục kilôvôn Các êlectron bay từ dây nung FF’ chuyển động điện trường mạnh anôt catôt đến đập vào A làm cho A phát tia X c) Khái niệm tia X Tia X, (hay gọi tia Rơn-ghen) xạ điện từ có bước sóng ngắn tia tử ngoại (bước sóng nằm khoảng từ 10–11 m đến 10–8 m) Người ta phân biệt tia X làm hai loại: tia X cứng tia có bước sóng ngắn tia X mềm tia có bước sóng dài d) Tính chất - Tia X có khả đâm xun m ạnh, tính chất bật quan trọng tia X Tia X có bước sóng ngắn khả đâm xuyên lớn, ta nói cứng - Tia X làm đen kính ảnh, nên dùng để chụp điện y tế - Tia X làm phát quang số chất - Tia X làm ion hóa khơng khí - Tia X có tác dụng sinh lí, hủy diệt tế bào, nên dùng chữa bệnh ung thư e) Cơng dụng - Ngồi số cơng dụng chuẩn đoán chữa trị số bệnh y học, tia X cịn sử dụng cơng nghiệp để tμm khuyết tật vật đúc kim loại tinh thể - Được sử dụng giao thơng để kiểm tra hành lí hành khách máy bay - Sử dụng phòng thí nghiệm để nghiên cứu thành phần cấu trúc vật rắn 4) Thang sóng điện từ Sóng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma, có chất, sóng điện từ, khác tần số (hay bước sóng) Các sóng tạo thành phổ liên tục gọi thang sóng điện từ Giữa vùng tia khơng có ranh giới rõ rệt: - Các sóng điện từ có bước sóng ngắn khả đâm xuyên mạnh , dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang chất dễ ion hố khơng khí - Các sóng điện từ có bước sóng dài dễ quan sát tượng giao thoa chúng Tập hợp tất loại tia thành bảng xếp thứ tự theo bước sóng hay tần số làm thành thang sóng điện từ Bảng thang sóng điện từ so sánh theo thứ tự tăng dần bước sóng λ: - Tia gamma γ: λ < 10–11 m - Tia X: 10–11 m < λ < 10–8 m - Tia tử ngoại: 10–9 m < λ < 0,38.10–6 m - Ánh sáng nhìn thấy: 0,38.10–6 m < λ < 0,76.10–6 m - Tia hồng ngoại: 0,76.10–6 m < λ < 10–3 m 24 Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020-chun đề sóng ánh sáng - Sóng vơ tuyến: 10–4 m < λ < 103 m TRẮC NGHIỆM Câu 1: Quang phổ liên tục A phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát mà không phụ thuộc vào chất nguồn phát B phụ thuộc vào chất nhiệt độ nguồn phát C không phụ thuộc vào chất nhiệt độ nguồn phát D phụ thuộc vào chất nguồn phát mà không phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn phát Câu 2: Phát biểu sau ? A Chất khí hay áp suất thấp kích thích nhiệt hay điện cho quang phổ liên tục B Chất khí hay kích thích nhiệt hay điện cho quang phổ vạch C Quang phổ liên tục nguyên tố đặc trưng cho nguyên tố D Quang phổ vạch nguyên tố đặc trưng cho nguyên tố Câu 3: Khi nói quang phổ, phát biểunào sau đúng? A Các chất rắn bị nung nóng phát quang phổ vạch B Mỗi nguyên tố hóa học có quang phổ vạch đặc trưng nguyên tố C Các chất khí áp suất lớn bị nung nóng phát quang phổ vạch D Quang phổ liên tục nguyên tố đặc trưng cho nguyên tố Câu 4: Phát biểu sau nói quang phổ? A Quang phổ liên tục nguồn sáng phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng B Mỗi ngun tố hóa học trạng thái khí hay nóng sáng áp suất thấp cho quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố C Để thu quang phổ hấp thụ nhiệt độ đám khí hay hấp thụ phải cao nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục D Quang phổ hấp thụ quang phổ ánh sáng vật rắn phát vật nung nóng Câu 5: Hiện tượng đảo sắc vạch quang phổ (đảo vạch quang phổ) cho phép kết luận A điều kiện nhiệt độ áp suất, chất hấp thụ xạ ánh sáng có bước sóng B nhiệt độ xác định, chất hấp thụ xạ mà có khả phát xạ ngược lại, phát xạ mà có khả hấp thụ C vạch tối xuất quang phổ liên tục giao thoa ánh sáng D điều kiện, chất hấp thụ xạ ánh sáng Câu 6.Quang phổ liên tục nguồn sáng J A phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nhiệt độ nguồn sáng J B không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo nhiệt độ nguồn sáng J C không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng J, mà phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng D khơng phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng J, mà phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn Câu 7.Ánh sáng đơn sắc có tần số 5.1014 Hz truyền chân khơng với bước sóng 600 nm Chiết suất tuyệt đối môi trường suốt ứng với ánh sáng 1,52 Tần số ánh sáng truyền 25 ... màu sắc khác khác Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020 -chuyên đề sóng ánh sáng B Trong tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng, tia đỏ có góc lệch nhỏ C Trong tượng tán sắc ánh sáng ánh sáng trắng, tia... mm Bước sóng ánh sáng thí nghiệm 15 Ơn thi THPT Quốc gia năm 2020 -chuyên đề sóng ánh sáng A 600 nm B 720 nm C 480 nm D 500 nm Câu 26: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát... m 16 Ôn thi THPT Quốc gia năm 2020 -chuyên đề sóng ánh sáng Câu 36: Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, hai khe chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sống 0,6m Khoảng cách hai khe sáng 1mm,