VL12-TAP2-DECUONG(2010-2011)

VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG      A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT § TÁN SẮC ÁNH SÁNG I. TÁN SẮC ÁNH SÁNG 1. Tán sắc ánh sáng Tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc, trong đó chùm màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm màu tím bị lệch nhiều nhất. 2. Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số (bước sóng) của ánh sáng. - Ánh sáng có tần số nhỏ (bước sóng dài) thì chiết suất của môi trường bé. - Ngược lại ánh sáng có tần số lớn (bước sóng ngắn) thì chiết suất của môi trường lớn. - Chiết suất của ánh sáng tăng dần từ đỏ cho tới tím. II. ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng (tần số) và màu sắc xác định, nó không bị tán sắc mà chỉ bị lệc khi qua lăng kính. III. ÁNH SÁNG TRẮNG Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. § NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG. GIAO THOA ÁNH SÁNG I. NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, khi ánh sáng truyền qua một lỗ nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt. II. GIAO THOA ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng - Hai sóng ánh sáng kết hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau, tạo thành các vân giao thoa. - Đối với ánh sáng đơn sắc: vân giao thoa là những vạch sáng tối xen kẽ nhau một cách đều nhau. Trang 1 Hình VI.1 Hình VI.2 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG - Đối với ánh sáng trắng: vân trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc 1 có màu cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. Từ quang phổ bậc 2 trở lên không rõ nét vì có một phần các màu chồng chất lên nhau. 2. Giao thoa bằng khe Young Hình VI.3 Hình VI.4 - Hiệu đường đi: 2 1 ax d d D − = - Vân sáng là vị trí hai sóng kết hợp gặp nhau và tăng cường lẫn nhau. Điều kiện: λ kdd =− 12 )( Zk ∈ - Vân tối là vị trí hai sóng kết hợp gặp nhau và triệt tiêu lẫn nhau. Điều kiện: λ       + ′ =− 2 1 12 kdd )( Zk ∈ ′ - Khoảng vân: là khoảng cách giữa hai vân sáng (hoặc tối) cạnh nhau D i a λ = - Vị trí có vân sáng: s D x k i k a λ = = ( k = 0, ± 1, ± 2, …gọi là bậc giao thoa) - Vị trí có vân tối: 1 1 2 2 t D x k i k a λ     ′ ′ = + = +  ÷  ÷     (không có khái niệm bậc giao thoa) III. KẾT LUẬN Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng và giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng. § MÁY QUANG PHỔ. CÁC LOẠI QUANG PHỔ I. MÁY QUANG PHỔ 1. Định nghĩa Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau, dùng để nhận biết cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do nguồn sáng phát ra. 2. Cấu tạo - Ống chuẩn trực: để tạo chùm ánh sáng song song. - Hệ tán sắc: là lăng kính, làm nhiệm vụ tán sắc ánh sáng. - Buồng ảnh: ghi nhận ảnh quang phổ của các nguồn sáng. 3. Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng Trang 2 Hình VI.5 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG II. PHÂN TÍCH QUANG PHỔ Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học của một chất hay hợp chất, dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra. III. CÁC LOẠI QUANG PHỔ Quang phổ Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ Quang phổ vạch hấp thụ Định nghĩa Là một dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Là hệ thống các vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối. Là hệ thống những vạch tối riêng rẽ trên nền quang phổ liên tục. Nguồn phát Do các vật rắn, lỏng, khí có tỉ khối lớn khi được kích thích phát ra. Do chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi được kích thích phát ra. Do chiếu một chùm ánh sáng qua một khối khí hay hơi được nung nóng ở nhiệt độ thấp. Đặc điểm Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng Nhiệt độ càng cao, miền phát sáng càng mở rộng về vùng ánh sáng có bước sóng ngắn. Mỗi nguyên tố hóa học đều có một quang phổ vạch phát xạ đặc trưng riêng cho nguyên tố đó (về số vạch, màu vạch, vị trí vạch và độ sáng tỉ đối giữa các vạch) Mỗi nguyên tố hoá học đều có một quang phổ vạch hấp thụ đặc trưng riêng cho nguyên tố đó. Ứng dụng Dùng đo nhiệt độ của nguồn sáng. Dùng xác định thành phần cấu tạo của nguồn sáng. Dùng xác định thành phần cấu tạo của nguồn sáng. § CÁC BỨC XẠ KHÔNG NHÌN THẤY Bức xạ (tia) Tia Hồng ngoại Tia Tử ngoại Tia Rơn ghen (Tia X) Định nghĩa Là bức xạ không nhìn thấy có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng dài hơn bước sóng tia đỏ. Là bức xạ không nhìn thấy có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng ngắn hơn bước sóng tia tím. Là bức xạ không nhìn thấy có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng ngắn hơn bước sóng tia tử ngoại. Nguồn phát Mọi vật có nhiệt độ nóng hơn nhiệt độ môi trường. Do vật bị nung nóng ở nhiệt độ cao phát ra. Tia X được tạo ra bằng ống Rơn-ghen hay ống Cu- lit-giơ. Tính chất - Tác dụng kính ảnh. - Tác dụng nhiệt. - Tác dụng kính ảnh. - Tác dụng vật lí: gây ra hiện tượng quang điện. - Tác dụng hoá học: ion hóa không khí, phản - Tác dụng kính ảnh. - Tác dụng vật lí: gây ra hiện tượng quang điện. - Tác dụng hoá học: ion hóa không khí, phản ứng quang hoá, tác dụng phát quang… Trang 3 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG - Bi hơi nước hấp thụ mạnh. ứng quang hoá, tác dụng phát quang… - Tác dụng sinh học. - Bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh. - Tác dụng sinh học: diệt khuẩn, huỷ diệt tế bào … - Có khả năng đâm xuyên. Công dụng - Chụp ảnh vào ban đêm - Dùng sấy khô, sưỡi ấm - Dùng điều khiển từ xa. - Trong công nghiệp: dò tìm vết nứt, trầy xước trên bề mặt sản phẩm. - Trong y học: dùng tiệt trùng, chữa bệnh còi xương. - Trong công nghiệp: kiểm tra khuyết tật của sản phẩm đúc. - Trong y học: dùng chiếu , chụp điện, chữa bệnh ung thư. § THANG SÓNG ĐIỆN TỪ NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG I. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ II. NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA THUYẾT ĐIỆN TỪ VỀ ÁNH SÁNG - Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn lan truyền trong không gian. - Mối liên hệ giữa tính chất điện từ và tính chất quang εµ v c o c : tốc độ ánh sáng trong chân không. o ε : hằng số điện môi. o µ : độ từ thẩm. o v : vận tốc độ ánh sáng trong môi trường có hằng số điện môi ε và độ từ thẩm µ . - Hệ thức về chiết suất của môi trường εµ =n B. LÝ THUYẾT CỦNG CỐ - MỞ RỘNG ? Chiết suất – vận tốc – bước sóng ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 4 Hình VI.6 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG ………………………………………………………………………………………………………… ? Góc lệch của tia sáng khi ra khỏi lăng kính (với góc tới nhỏ) ………………………………………………………………………………………………………… ? Ánh sáng trắng có mọi bước sóng nằm trong khoảng ………………………………………………………………………………………………………… ? Độ rộng quang phổ bậc k trong giao thoa ánh sáng trắng ………………………………………………………………………………………………………… ? Sự trùng nhau giữa các vân - Khi chiếu vào khe S đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ 1 , λ 2 : thì trên màn có hai hệ vân của hai ánh sáng đơn sắc đó, đồng thời xuất hiện một số vân trùng (đổi màu). - Tại vị trí vân trùng: …………………………………………………………………………… o Hai vân sáng trùng nhau: …………………………………………………………………… o Hai vân tối trùng nhau: ……………………………………………………………… ? Trong thí nghiệm giao thoa bằng khe Young số vân sáng – vân tối trong miền giao thoa bề rộng L ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Sự dịch chuyển của hệ vân giao thoa ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Giao thoa bằng Gương Fre-nen ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 5 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Giao thoa bằng lưỡng lăng kính ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Giao thoa bằng lưỡng thấu kính ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Ống phát tia X ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 6 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG ………………………………………………………………………………………………………… ? Sự đảo vạch quang phổ ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ? Tia X cứng, tia X mềm, cách tạo ra tia X ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… C. BÀI TẬP ÁP DỤNG – MỞ RỘNG Trang 7 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG Chủ đề: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ – VÂN SÁNG – VÂN TỐI - BẬC GIAO THOA VI.1. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe young ta có S 1 S 2 = 0,5mm, ánh sáng đơn sắc có λ = 0,5µm, S 1 S 2 cách màn D = 2m a. Tính khoảng vân, vò trí vân sáng và vân tối thứ 2. b. Ở M 1 và M 2 cách vân trung tâm lần lượt 7mm và 10mm có vân sáng hay tối thứ mấy. c. Tìm khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng thứ 7 và khoảng cách giữa 7 vân sáng liên tiếp. Đáp án a. i = 2mm ; |x S2 | = 4mm ; | x t2 | = 3mm b. | x M1 | = (3 + 1 2 ) i → vân tối thứ 4 ; | x M2 | = 5i → vân sáng thứ 5 c. x s7 = 7. i = 14 mm ; ∆l = 6I = 12 mm ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… VI.2. Trong thí nghiệm young về giao thoa ánh sáng có S 1 S 2 = 1mm khoảng cách từ 2 nguồn kết hợp đến màn là D = 2m, khoảng cách giữa 5 vân sáng liên tiếp là 3,2mm. a. Đònh bước sóng và màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm. b. Tìm vò trí vân tối thứ 6. c. Tại M ( x M = 6,8mm ) có vân gì ? thứ mấy ? Đáp án a. 0,4µm , tím ; b. x t6 = 4,4mm ; c. Vân tối thứ 9 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Chủ đề: ĐỊNH SỐ VÂN SÁNG - SỐ VÂN TỐI TRONG VÙNG GIAO THOA VI.3. Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bề rộng giao thoa trường 27,5mm, khoảng vân i=1,5mm. Tìm số vân sáng, số vân tối. Đáp án: N s = 19 ; N t = 18 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 8 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… VI.4. Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng khỏang cách từ vân sáng thứ 6 bên dưới đến vân sáng thứ 6 bên trên là 4,8 mm. Hỏi có bao nhiêu vân sáng? Tính khỏang vân i? Đáp án: 13 vân sáng ; i = 0,4 mm ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Chủ đề: SỰ TRÙNG NHAU GIỮA CÁC VÂN VI.5. TN giao thoa ás với nguồn sáng là 2 bức xạ có bước sóng λ 1 = 0,5µm và λ 2 . Biết vân sáng bậc 12 của λ 1 trùng với vân bậc 10 của λ 2 . Đònh λ 2 Đáp án: λ 2 = 0,6µm ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 6. 1 *Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc. B. Lăng kính khơng đổi màu sắc của ánh sáng qua nó. C. Ánh sáng Mặt Trời khơng phải là ánh sáng đơn sắc. D. Ánh sáng có bất kì màu gì khi qua lăng kính bị lệch về phía đáy. 6. 2 *Hiện tượng tán sắc xảy ra A. chỉ với lăng kính thủy tinh. B. chỉ với các lăng kính chất rắn hoặc chất lỏng. C. ở mặt phân cách hai mơi trường có chiết suất khác nhau. D. ở mặt phân cách một mơi trường rắn hoặc lỏng với khơng khí. 6. 3 Mỗi ánh sáng đơn sắc là ánh sáng A. khơng bị tán sắc khi qua lăng kính. B. có một màu xác định được gọi là màu đơn sắc. C. có một tần số xác định. D. Cả A, B, C đều đúng. 6. 4 Một chùm ánh sáng đơn sắc sau khi qua lăng kính thuỷ tinh thì A. khơng bị lệch và khơng đổi màu. B. chỉ bị lệch mà khơng đổi màu. C. chỉ đổi màu mà khơng bị lệch. D. vừa lệch vừa đổi màu. 6. 5 *Phát biểu nào dưới đây khơng đúng khi nói về ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng A. Ánh sáng trắng là tập hợp của vơ số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. B. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau. C. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng khơng bị tán sắc khi qua lăng kính. D. Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một mơi trường trong suốt thì chiết suất của mơi trường đối với ánh sáng đỏ nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất. Trang 9 VẬT LÍ 12 VĂN THÀNH TRỌNG 6. 6 Lần lượt chiếu vào mặt bên lăng kính các tia sáng sau dưới góc tới 0 1 ≠i . Hãy cho biết trường hợp nào tia sáng bị tán sắc? A. ánh sáng tím. B. ánh sáng cam. C. ánh sáng trắng. D. ánh sáng chàm. 6. 7 Trong các nguyên nhân giải thích sự phân tích của chùm ánh sáng trắng khi qua lăng kính, nguyên nhân nào không đúng? A. Do vận tốc các tia màu trong trong lăng kính khác nhau. B. Do năng lượng các tia màu khác nhau. C. Do tần số sóng của các tia màu khác nhau. D. Do bước sóng của các tia màu khác nhau. 6. 8 *Chiếu vào mặt bên của một lăng kính có góc chiết quang A một chùm ánh sáng trắng hẹp coi như một tia sáng dưới góc tới i 1 . Biết góc lệch của tia màu lam là cực tiểu. A. góc lệch của tia màu đỏ nhỏ hơn giá trị cực tiểu đó. B. góc lệch của tia màu cam nhỏ hơn giá trị cực tiểu đó. C. góc lệch của tia màu tím lớn hơn giá trị cực tiểu đó. D. Cả A, B, C đều đúng. 6. 9 *Điều nào sau đây là đúng khi nói về ánh sáng đơn sắc ? A. Chiết suất của chất làm lăng kính không phụ thuộc tần số của sóng ánh sáng đơn sắc B. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với ánh sáng màu đỏ lớn hơn đối với ánh sáng màu lục C. Trong nước vận tốc ánh sáng màu tím lớn hơn vận tốc của ánh sáng màu đỏ . D. Sóng ánh sáng có tần số càng lớn thì vận tốc truyền trong môi trường trong suốt càng nhỏ 6. 10 Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng Mặt Trời trong thí nghiệm Niu-tơn là A. thuỷ tinh đã nhuộm màu ánh sáng mặt trời. B. chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau. C. chùm ánh sáng mặt trời đã bị phản xạ khi đi qua lăng kính. D. chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau. 6. 11 *Chiếu một tia sáng đơn sắc vào mặt bên của lăng kính có góc chiết quang A dưới góc tới i 1 thoả điều kiện i 1 và A 0 10≤ . Góc lệch giữa tia tới và tia ló khỏi lăng kính được tính bởi công thức. A. D = (n+1)A B. D = (1-n)A C. D = (n-1)A D. A = (n-1)D 6. 12 *Một lăng kính thuỷ tinh có góc chiết quang A = 6 0 . Chiết suất của thuỷ tinh đối với ánh sáng đỏ là n d = 1,6444 và đối với ánh sáng tím là n t = 1,6852. Chiếu một chùm ánh sáng trắng hẹp coi như một tia sáng vào mặt bên AB của lăng kính theo phương vuông góc với AB. Tính góc hợp bởi tia ló màu đỏ với tia ló màu tím. A. 12,43 0 B. 9,54 0 C. 14,69 0 D. 16,53 0 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6. 13 Chọn câu trả lời sai Bước sóng của một ánh sáng đơn sắc có tần số f A. Khi truyền trong chân không được tính bởi công thức f c = λ B. Khi truyền trong môi trường vật chất có chiết suất n được tính bởi công thức n n λ λ = C. Trong môi trường vật chất có bước sóng n λ nhỏ hơn bước sóng λ trong chân không. D. Trong môi trường vật chất có bước sóng n λ lớn hơn bước sóng λ trong chân không 6. 14 Trong chân không các tia đơn sắc khác nhau sẽ có A. vận tốc khác nhau. B. Chiết suất khác nhau. C. tần số khác nhau. D. Cả A, B, C đều đúng. 6. 15 Khi một tia sáng đơn sắc đi từ môi trường này sang môi trường khác, đại lượng không đổi là A. phương của chùm tia sáng. B. vận tốc. C. tần số. bước sóng. Trang 10