ly thuyet anh sang

CHÖÔNG 7 2005 - 2006 A tím đỏ A Trang 2 Chương 7 TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG Câu 1 HIỆN TƯNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG 1- Hiện tượng tán sắc ánh sáng a) Thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng : - Chiếu một chùm ánh sáng trắng từ khe hẹp A đến một lăng kính có cạnh song song với khe A. - Trên màn M nhận được quang phổ của ánh sáng trắng, đó là một dải màu cầu vồng từ đỏ đến tím. - Tia đỏ bò lệch ít nhất, tia tím bò lệch nhiều nhất. (M) b) Đònh nghóa : Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng lăng kính phân tích một chùm ánh sáng trắng thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau. 2- Ánh sáng đơn sắc a) Thí nghiệm : Tách chùm tia sáng màu lục rồi cho qua lăng kính thứ 2 ta thấy tia ló vẫn là màu lục. Đèn chiếu S M S 1,2 Đèn chiếu Quang phổ S M 2 S 1,2 Trang 3 b) Đònh nghóa : Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bò tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu nhất đònh gọi là màu đơn sắc. 3- Ánh sáng trắng a) Thí nghiệm : - Cho đóa Newton quay nhanh nhờ sự lưu ảnh trên võng mạc của mắt ta thấy có màu trắng. b) Đònh nghóa : Ánh sáng trắng là tập hợp vô số ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím . Câu 2 HIỆN TƯNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 1- Thí nghiệm Young về hiện tượng giao thoa ánh sáng S S 1 S 2 Đ F M 1 M 2 • Đ : đèn phát ra ánh sáng trắng • F : kính lọc sắc màu đỏ • M 1 : màn chắn có khe hẹp S • M 2 : màn chắn có hai khe hẹp S 1 và S 2 rất gần nhau S 1 // S 2 // S . Mắt đặt sau M 2 sao cho hai chùm ánh sáng qua S 1 và S 2 đều lọt vào mắt. Điều tiết mắt để nhìn vào khe S, ta thấy một vùng sáng hẹp trong đó có những vạch sáng màu đỏ và những vạch tối xen kẻ nhau một cách điều đặn. Hiện tượng này gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng. Đèn chiếu S M S 1,2 Đèn chiếu S M 1,2 S 1,2 Trang 4 2- Giải thích - Hiện tượng giao thoa chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. a) Hai sóng ánh sáng phát ra từ hai nguồn S 1 và S 2 là hai sóng kết hợp, do đó tại chỗ hai chùm ánh sáng này gặp nhau sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa • Vân sáng ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau. • Vân tối ứng với những chỗ hai sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau b) Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng khít nhau. Ở chính giữa có một vân sáng trắng, gọi là vân trắng chính giữa (vân trung tâm). Ở hai bên vân trắng chính giữa có những dãi màu cầu vồng. Vậy hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đònh ánh sáng có tính chất sóng. M O D 1 S 2 S 1 d 2 d Trang 5 Câu 3 ĐO BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG BƯỚC SÓNG VÀ MÀU SẮC ÁNH SÁNG 1- Vò trí của vân sáng Khoảng cách giữa hai khe : a = S 1 S 2 Khoảng cách từ màn đến hai khe : Đ = OI (là đường trung trực của S 1 S 2 ) Vò trí của một điểm M trên vùng giao thoa được xác đònh bởi : x = OM ; d 1 = S 1 M ; d 2 = S 2 M . a) Nếu tại M là vân sáng thì : d 2 – d 1 = kλ ⇒ x = k λD a • λ : bước sóng của ánh sáng đơn sắc • k = 0 (x = 0) : vân sáng chính giữa • k = ± 1 : vân sáng bậc 1 • k = ± 2 : vân sáng bậc 2 b) Nếu tại M là vân tối thì : d 2 – d 1 = (k + 0,5)λ ⇒ x = (k + 0,5) λD a • k = 0 : vân tối bậc 1 • k = ± 1 : vân tối bậc 2 • k = ± 2 : vân tối bậc 3 2- Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng (hay hai vân tối) cạnh nhau : i = x (k + 1) – x k = (k + 1) λD a – k λD a = λD a i = λD a - Bề rộng của khoảng vân i phụ thuộc i’ i i t i đ Trang 6 vào bước sóng ánh sáng 3- Giao thoa với ánh sáng trắng • Bề rộng của quang phổ liên tục : ∆x = x đ – x t . 4- Đo bước sóng ánh sáng a) Đo bước sóng của ánh sáng • Đo khoảng cách D từ hai khe S 1 , S 2 đến màn • Dùng kính hiển vi hoặc kính lúp đề đo khoảng cách a giữa 2 khe S 1 và S 2 và khoảng vân i . • Áp dụng công thức i = λD a để tính λ . b) Bước sóng và màu sắc ánh sáng - Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng hoàn toàn xác đònh. Màu ứng với ánh sáng đó gọi là màu đơn sắc - Các màu không đơn sắc là hỗn hợp của nhiều màu đơn sắc với những tỉ lệ khác nhau. Trang 7 Câu 4 MÁY QUANG PHỔ – QUANG PHỔ LIÊN TỤC 1- Máy quang phổ a) Đònh nghóa : là một bộ phận dùng để phân tích chùm sáng phực tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau b) Cấu tạo : • Ống chuẩn trực : bộ phận tạo ra chùm tia song song. Gồm khe hẹp S đặt tại tiêu diện của một thấu kính hội tụ L 1 . • Lăng kính : là bộ phận chính của máy quang phổ có tác dụng tán sắc ánh sáng. • Buồng ảnh : để thu ảnh quang phổ. Gồm một thấu kính hội tụ L 2 và một kính ảnh đặt tại tiêu diện của L 2 c) Hoạt động : - Chùm sáng phát ra từ nguồn J được rọi vào khe S của máy quang phổ, chùm tia ló ra khỏi L 1 là chùm tia // qua lăng kính thì bò tán sắc thành nhiều chùm tia đơn sắc lệch theo các phương khác nhau . - Mỗi chùm tia này cho trên kính ảnh một vạch màu. Tập hợp các vạch màu này tạo ra quang phổ của nguồn sáng J . 2- Quang phổ liên tục : Chiếu chùm ánh sáng trắng từ bóng đèn dây tóc nóng sáng phát ra (hoặc ánh sáng mặt trời) vào khe của máy quang phổ ta sẽ thu được trên tấm kính của buồng ảnh một quang phổ liên tục. a) Đònh nghóa : là một dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím. b) Nguồn gốc phát sinh : do các vật rắn, lỏng, khí có tỉ khối lớn bò nung nóng phát ra. (mặt trời . . .) Trang 8 c) Đặc điểm : - Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật (đèn dây tóc, mặt trời đều phát ra quang phổ liên tục . . . ) - Nhiệt độ càng cao, miền phát sáng của vật càng mở rộng về phía ánh sáng có bước sóng ngắn của quang phổ liên tục. Câu 5 QUANG PHỔ VẠCH – PHÉP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ 1- Quang phổ vạch phát xạ Chiếu chùm tia sáng từ bóng đèn hơi Natri vào khe của máy quang phổ ta sẽ thu được trên tấm kính của buồng ảnh một quang phổ vạch phát xạ của hơi Natri. a) Đònh nghóa : là một hệ thống những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối. b) Nguồn gốc phát sinh : do chất khí hay hơi ở áp suất thấp bò kích thích phát sáng c) Đặc điểm : - Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, vò trí các vạch, màu sắc và độ sáng tỉ đối của các vạch. - Mỗi nguyên tố hóa học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp cho một quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó. d) Ứng dụng : dùng để nhận biết thành phần của các nguyên tố có trong một mẫu vật. Trang 9 2- Quang phổ vạch hấp thụ - Chiếu chùm ánh sáng trắng từ bóng đèn dây tóc nóng sáng phát ra vào khe của máy quang phổ ta sẽ thu được trên tấm kính của buồng ảnh một quang phổ liên tục. - Nếu trên đường đi của chùm ánh sáng trắng ta đặt một ngọn đèn hơi Natri nung nóng thì trong quang phổ liên tục nói trên xuất hiện hai vạch tối nằm sát cạnh nhau ở đúng vò trí của vạch vàng trong quang phổ phát xạ của Natri. a) Đònh nghóa : là hệ thống những vạch tối trên nền quang phổ liên tục b) Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ : nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát ra quang phổ liên tục. c) Cách tạo ra quang phổ vạch hấp thụ : Chiếu một chùm ánh sáng trắng do vật nóng sáng phát ra qua một chất khí hay hơi bò nung nóng ta thu được quang phổ liên tục d) Hiện tượng đảo sắc : Trong quang phổ hấp thụ, nếu ta tắt nguồn sáng trắng đi thì nền quang phổ liên tục biến mất trên kính ảnh, đồng thời những vạch đen của quang phổ hấp thụ trở thành những vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chính nguyên tố đó. Vậy : Ở một nhiệt độ xác đònh, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nó cuãng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó. e) Ứng dụng : dùng để nhận biết thành phần của các nguyên tố có trong một mẫu vật. 3- Phép phân tích quang phổ a) Đònh nghóa : là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của chúng. b) Tiện lợi của phép phân tích quang phổ : - Phép phân tích đònh tính : Cho biết các thành phần khác nhau có trong một mẫu vật. Tiện lợi là cách làm đơn giản và nhanh. - Phép phân tích đònh lượng : Cho biết nồng độ của các thành phần có trong một mẫu vật. Ưu điểm là rất nhạy. Trang 10 - Ưu điểm tuyệt đối của phép phân tích quang phổ là xác đònh được thành phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở rất xa : Mặt trời, các ngôi sao . . . Câu 6 TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI 1- Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại - Chiếu ánh sáng mặt trời vào khe của một máy quang phổ để tạo ra quang phổ liên tục trên màn M đã có khoét sẵn một khe hẹp F - Di chuyển 1 mối hàn của pin nhiệt điện và khe F vào vùng quang phổ liên tục thì thấy trong mạch có dòng điện, chứng tỏ ánh sáng có tác dụng nhiệt. - Tiếp tục di chuyển 1 mối hàn của pin nhiệt điện và khe F ra ngoài vùng đỏ hoặc vùng tím của quang phổ liên tục thì trong mạch vẫn có dòng điện, chứng tỏ ở phía ngoài vùng đỏ và vùng tím vẫn có những loại bức xạ không nhìn thấy được gọi là tia hồng ngoại và tia tử ngoại. 2- Tia hồng ngoại - Đònh nghóa : Là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ : λ > 0,75µm - Bản chất : là sóng điện từ . - Nguồn phát sinh : Tất cả các vật nung nóng đều phát ra tia hồng ngoại (mặt trời, cơ thể người, bóng đèn . . .) - Đặc điểm : Tác dụng nhiệt, tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại - Ứng dụng : Dùng để sưởi ấm, sây khô, chụp ảnh hồng ngoại. [...]... càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất, dễ làm ion hóa không khí - Các tia có bước sóng càng dài, ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng - Giữa các vùng tia không có ranh giới rõ rệt Trang 13 . một màu nhất đònh gọi là màu đơn sắc. 3- Ánh sáng trắng a) Thí nghiệm : - Cho đóa Newton quay nhanh nhờ sự lưu ảnh trên võng mạc của mắt ta thấy có màu trắng. b) Đònh nghóa : Ánh sáng trắng là. tính : Cho biết các thành phần khác nhau có trong một mẫu vật. Tiện lợi là cách làm đơn giản và nhanh. - Phép phân tích đònh lượng : Cho biết nồng độ của các thành phần có trong một mẫu vật. Ưu. sóng càng dài, ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa của chúng. - Giữa các vùng tia không có ranh giới rõ rệt. Trang 13