Đ S 1 S M F S 2 CHƯƠNG VI : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG Bài 42. HIỆN TƯNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG 1.Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng : ( thí nghiệm NEWTON ) : • Dùng dải ánh sáng trắng hẹp chiếu qua 1 lăng kính, ta được 1 dải màu cầu vồng từ đỏ đến tím, tia đỏ lệch ít nhất còn tia tím lệch nhiều nhất. • Hiện tượng ánh sáng trắng bò tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng • Quang phổ của ánh sáng trắng, có 7 màu chính là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím 2. Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc : • nh 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. Tổng hợp ánh sáng trắng : nh sáng trắng là tập hợp của vô số các ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên từ đỏ đến tím 4. Sự phụ thuộc của chiết suất của một môi trường trong suốt vào màu sắc ánh sáng : Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Chiết suất đối với các ánh sáng đỏ thì nhỏ nhất và đối với ánh sáng tím thì lớn nhất. Bài 43 . HIỆN TƯNG GIAO THOA ÁNH SÁNG ♦ Thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng : Quan sát : Ta thấy có một vùng sáng hẹp trong đó có những vạch sáng màu và những vạch tối xen kẽ nhau một cách đều đặn. Hiệntượng trên gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng . ♦ Giải thích hiện tượng : Hiện tượng giao thoa chỉ có thể giải thích được nếu thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng. - Những vạch sáng là tập hợp những điểm có biên độ dao động tổng hợp của 2 sóng tới cực đại. - Những vạch tối là tập hợp những điểm có biên độ dao động tổng hợp của 2 sóng tới triệt tiêu. Kết luận : Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng đònh ánh sáng có tính chất sóng. * Vò trí vân giao thoa trong thí nghiệm Iâng : Vò trí vân sáng : a D kx s λ ±= Bậc vân : k Vò trí vân tối : a D kx t λ ) 2 1 ( +±= Bậc vân : k + 1 Khoảng vân : là khoảng cách giữa 2 vân sáng hoặc 2 vân tối cạnh nhau. i = λD a ♦ Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa : D ia =λ Bài 45 . MÁY QUANG PHỔ 1. Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng : Chiết suất của một môi trường trong suốt nhất đònh đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng đó 2. Máy quang phổ : • Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Nói khác đi, nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra • Máy quang phổ có 3 bộ phận chính : + Ống chuẩn trực : tạo chùm tia song song. + Lăng kính P : làm tán sắc ánh sáng . + Buồng ảnh : thu các vạch màu sau khi chùm tia song song bò tán sắc bởi lăng kính P. 3. Quang phổ liên tục : • Đònh nghóa : Là một dãy sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím • Điều kiện phát sinh : Quang phổ liên tục do các vật rắn, lỏng, khí có tỉ khối lớn, bò nung nóng phát ra. • Đặc điểm : - Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần cấu tạo của nguồn sáng, mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng. - Nhiệt độ càng cao, miền phát sáng của vật càng mở rộng về phía ánh sáng có bước sóng ngắn. • Ứng dụng : Người ta dùng quang phổ liên tục để xác đònh nhiệt độ của vật phát sáng. Bài 46 . QUANG PHỔ VẠCH 1. Quang phổ vạch phát xạ : • Đònh nghóa : Quang phổ vạch phát xạ gồm một hệ thống những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối. • Điều kiện phát sinh : Quang phổ vạch phát xạ là do chất khí hay hơi ở áp suất thấp bò kích thích phát sáng. • Đặc điểm : + Quang phổ liên tục không phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng mà chỉ phụ thuộc thành phần cấu tạo của nguồn sáng + Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về : − Số lượng vạch màu − Vò trí các vạch màu. − Màu sắc và độ sáng tỉ đối của các vạch. • Ứng dụng : Nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hoá học và nồng độ, tỉ lệ của các nguyên tố đó trong hợp chất 2. Quang phổ vạch hấp th : • Đònh nghóa : Là 1 hệ thống các vạch tối trên nền quang phổ liên tục • Điều kiện phát sinh : Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát ra ánh sáng trắng. • Đặc điểm : Ở một nhiệt độ nhất đònh, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng chỉ có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó. Như vậy, quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố cũng có tính chất đặc trưng riêng cho nguyên tố đó. 3. Phép phân tích quang phổ : • Phép phân tích thành phấn cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ gọi là phép phân tích quang phổ . • Phép phân tích quang phổ đònh tính cho biết các chất khác nhau có trong mẫu vật cần nghiên cứu. Phép phân tích quang phổ đơn giản và cho kết quả nhanh hơn phép phân tích hóa học. • Phép phân tích quang phổ đònh lượng cho biết cả nồng độ của các thành phần trong mẫu vật cần nghiên cứu. Nó có thể cho biết một số nộng độ rất nhỏ của chất trong mẫu vật. • Phép phân tích quang phổ có thể cho biết thành phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở xa. BÀI 47. TIA HỒNG NGOẠI - TIA TỬ NGOẠI 1. Thí nghiệm phát hiện các tia hồng ngoại và tử ngoại : Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại nhờ pin nhiệt điện nh sáng đơn sắc có tác dụng nhiệt. Tác dụng nhiệt của các chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. 2. Tia hồng ngoại : • Đònh nghóa : Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bản chất là sóng điện từ và có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ ( > 0,75µm ) • Nguồn phát ra tia hồng ngoại : - Tia hồng ngoại do các vật bò nung nóng phát ra.Vật có nhiệt độ thấp chỉ phát ra tia hồng ngoại. - Trong ánh sáng mặt trời có khoảng 50% năng lượng của chùm tia sáng thuộc về các tia hồng ngoại. - Người ta thường dùng các bóng đèn có dây tóc bằng vônfram nóng sáng, có công suất từ 250W đến 1000W ( Nhiệt độ dây tóc khoảng 2000 0 C ) • Tác dụng : - Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt. - Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại. • Ứng dụng : dùng để sấy hoặc sûi. Trong công nghiệp, dùng sấy khô các sản phẩm sơn ( như vỏ ô tô, tủ lạnh ) hoặc các hoa quả Trong y tế, dùng đèn hồng ngoại để sưởi ấm ngoài da . 3. Tia tử ngoại : • Đònh nghóa : Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được, có bản chất là sóng điện từ và có bước sóng ngắn hơn bước sóng của ánh sáng tím (< 0,40µm ) • Nguồn phát ra tia hồng ngoại : - Các vật bò nung nóng trên 3000 0 C phát ra tia tử ngoại rất mạnh. - Khoảng 9% công suất của chùm ánh sáng Mặt trời thuộc về các tia tử ngoại - Các đèn hồ quang điện cũng là nguồn phát tia tử ngoại mạnh. • Tác dụng : − Tia tử ngoại bò nước , thủy tinh hấp thụ mạnh. − Tác dụng mạnh lên kính ảnh. − Làm một số chất phát quang. − Iôn hóa không khí. − Gây một số phản ứng quang hóa, quang hợp − Có tác dụng sinh học. • Ứng dụng : − Trong công nghiệp, dùng để phát hiện các vết nứt, vết xước nhỏ trên bề mặt sản phẩm tiện. − Trong y học, dùng chữa bệnh còi xương. BÀI 48. TIA RƠNGHEN 1. Ống Roentgen : Ống thủy tinh, áp suất bên trong khoảng 10 –3 mmHg và có 3 điện cực : anốt, catốt và đối catốt. Đối âm cực làm bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn và chòu nhiệt để chắn dòng tia âm cực. Hiệu điện thế giữa anốt và catốt vài chục ngàn vôn. 2.Bản chất của tia Rơnghen : Các electron trong tia âm cực tương tác với hạt nhân nguyên tử và với các electron ở các lớp trong làm phát ra sóng điện từ có bước sóng rất ngắn mà ta gọi là bức xạ hãm, tức là tia Rơnghen. Tia Rơnghen là sóng điện từ có bước sóng ngắn 10 –8 m~ 10 –12 m 3. Các tính chất và công dụng của tia Rơnghen : • Tính chất : − Có khả năng đâm xuyên mạnh. − Tác dụng mạnh lên kính ảnh. − Làm phát quang một số chất. − Có khả năng ion hóa chất khí. − Có tác dụng sinh lý, hủy hoại tế bào, giết vi khuẩn • Công dụng : − Trong y học dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông, gần da. − Làm các máy đo liều lượng tia Rơnghen. − Trong công nghiệp để dò các lỗ hổng, khuyết tật nằm bên trong các sản phẩm đúc. 4. Thang sóng điện từ : - Tia Rơnghen, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy được , tia hồng ngoại và các sóng vô tuyến đều có chung bản chất là sóng điện từ chỉ khác nhau là giữa chúng có bước sóng dài ngắn khác nhau. Nếu sắp xếp theo bước sóng thì ta có một thang sóng điện từ . − Tia có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh, đễ tác dụng lên kính ảnh, làm phát quang các chất, dễ ion hóa chất khí. − Tia có bước sóng dài thì dễ giao thoa. . Đ S 1 S M F S 2 CHƯƠNG VI : TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG Bài 42. HIỆN TƯNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG 1.Thí nghiệm về sự tán sắc. nguyên tố đó. 3. Phép phân tích quang phổ : • Phép phân tích thành phấn cấu tạo của các chất dựa vào vi c nghiên cứu quang phổ gọi là phép phân tích quang phổ . • Phép phân tích quang phổ đònh tính. quang một số chất. − Có khả năng ion hóa chất khí. − Có tác dụng sinh lý, hủy hoại tế bào, giết vi khuẩn • Công dụng : − Trong y học dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông, gần