TƯ LIỆU LTĐH CHUYÊN ĐỀ SÓNG ÁNH SÁNG(hay)

CHƯƠNG VI : SÓNG ÁNH SÁNG A . KIẾN THỨC TRỌNG TÂM : Chủ đề 1: Tán sắc ánh sáng 1/ Tán sắc ánh sáng : A (Hướng tia tới) Khi đi qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng sẽ : Bị lệch về phía đáy của lăng kính , tuân theo định luật khúc đ i' xạ anh sáng . i đỏ Bị tách thành nhiều chùm sáng có màu khác. (á.sáng trắng) ' t i nhau từ đỏ đến tím. Trong đó chùm tia màu đỏ lệch ít nhất và chùm tia màu tím lệch nhiều nhất B C tím Hiện tượng ánh sáng trắng bị tách thành nhiều màu từ đỏ đến tím khi đi qua lăng kính gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng. Dãi sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi là quang phổ của ánh sáng trắng , nó gồm 7 màu chính : đỏ , cam, vàng , lục , lam . chàm . tím . Góc lệch của các tia sáng : D đỏ < D cam < D vàng <. . . . . < D tím . 2/ Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc : • Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính . • Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím . 3/ Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc : Do hai nguyên nhân như sau : • Ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc từ đỏ đến tím . •Chiết suất của chất dùng làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau. Chiết suất đối với áng sáng đỏ thì nhỏ nhất , đối với ánh sáng tím thì lớn nhất . Tức là : n đỏ < n cam <. . . . < n tím Tính chất này là tính chất chung cho mọi môi trường trong suốt . Khi ánh sáng trắng truyền qua các môi trường trong suốt như lưỡng chất phẳng ,bản mặt song song , thấu kính , lăng kính . . . đều xảy ra hiện tượng tán sắc nhưng thể hiện rõ nhất khi truyền qua lăng kính . Hiện tượng tán sắc xảy ra đổng thời với hiện tượng khúc xạ ánh sáng . 4/ Ứng dụng của hiện tượng tán sắc: • Ứng dụng trong máy quang phổ : Tách chùm sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc . • Giải thích một số hiện tượng xảy ra trong tự nhiên như cầu vồng bảy sắc . 5/ Các công thức liên quan : • Phản xạ ánh sáng : i = i’ • Khúc xạ ánh xáng : n 1 .sini = n 2 .sinr. • Phản xạ toàn phần : sini gh = 1 2 n n ; với n 1 > n 2 . • Thấu kính : D = = f 1 (n -1)         + 21 11 RR . ( n là chiết suất của chất làm thấu kính đối với môi trường đặt thấu kính ) • Lăng kính : sini = n.sinr * Trường hợp góc A và i nhỏ : i = n.r sini’ = n.sinr’ i’ = n.r’ A = r + r’ A = r + r’ D = i + i’ – A D = (n − 1).A * Trường hợp góc lệch cục tiểu : D = D min  i = i’ = 2 min AD + và r = r’ = 2 A . * Góc lệc giữa tia đỏ và tia tím : ∆D = D tím − D đỏ . Chú ý : Khi khảo sát với ánh sáng đơn sắc nào thì chiết suất n ứng với ánh sáng đơn sắc đó . Ví dụ : - Khi chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính , xét tia màu đỏ ta có công thức : đđ rni sin.sin = ; đđd rni 'sin'sin = ; (á.sáng trắng) đđ rrA ' += ; AiiD đđ −+= ' . Các ánh sáng đơn sắc khác cũng áp dụng tương tự như áng sáng đỏ . i - Khí chiếu ánh sáng trắng từ không khí đến bề mặt nước dưới góc tới i , tia sáng bị khúc xạ đồng thời bị tách thành các màu từ đỏ đến tím, trong đó tia đỏ lệch ít nhất tia tím lệch nhiều nhất (như hình bên) . Công thức vận dụng : đ đ n r i = sin sin ; t t n r i = sin sin . Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím : ∆r = r đỏ − r tím . tím đỏ ∆r - Nếu tia tới vng góc với bề mặt phân cách thì khơng có hiện tượng tán sắc . - Khí chiếu ánh sáng trắng từ khơng khí qua thấu kính, ta vận dụng cơng thức : ∗ Đối với màu đỏ:         +−= 21 11 )1( 1 RR n f đ đ ∗ Đối với màu tím :         +−= 21 11 )1( 1 RR n f t t => Khoảng cách giữa hai tiêu điểm đỏ và tím là : tđđt ffFFx −== Chủ đề 2 : Hiện tượng nhiễu xạ - hiện tượng giao thoa ánh sáng I/ Hiện tượng nhiễu xạ : • Hiện tượng nhiễu xạ là hiện tượng ánh sáng khơng tn theo định luật truyền thẳng . • Hiện tượng nhiễu xạ quan sát được khi ánh sáng truyền qua lổ nhỏ , hoặc gần mép của những vật trong suốt hay khơng trong suốt . • Hiện tượng nhiễu xạ giải thích được khi coi ánh sáng có tính chất sóng . Mỗi lổ nhỏ hoặc khe hẹp khi có ánh sáng truyền qua sẽ trở thành một nguồn phát sóng ánh sáng thứ cấp. • Mỗi chùm ánh sáng đơn sắc là một chùm sáng có bước sóng và tần số xác đònh : - Trong chân khơng , bước sóng xác định bởi cơng thức : )( )/(10.3 )( 8 Hzf sm f c m == λ . - Trong mơi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng giảm n lần so với trong chân khơng : nfn c f v λ λ === . ' . II/ Giao thoa ánh sáng : x 1/ Định nghĩa: Hai sóng ánh sáng kết hợp giao nhau sẽ tạo nên hệ thống vânsáng tối xen kẽ cách đều nhau gọi là hiện tượng giao thoa. i ánh sáng 2/ Các cơng thức trong giao thoa sáng đơn sắc với hai khe y-âng • Hiệu đường đi : D xa dd . 12 =−= δ • Khoảng vân i = x (k+1) – x k = a D. λ • Vị trí vân sáng bậc k : ik a D kx k . . . == λ Trong đó : k = 0 , ± 1 , ± 2 , ± 3 , . . . . gọi là bậc giao thoa Với k = 0 : tại O có vân sáng bậc khơng hay vân sáng trung tâm ; k = ± 1 : x là vị trí vân sáng bậc nhất ( gồm hai vân đối xứng với nhau qua vân sáng trung tâm ) λ : bước sóng (m) ; a : khoảng cách giữa 2 khe S 1 S 2 (m) ; D : khoảng cách từ 2 khe tới màn ảnh (m) , trong đó D >> a . • Vị trí vân tối : Vị trí vân tối là khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân tối ta xét : a D kx k . ) 2 1 '( ' λ += = ( ik ). 2 1 '+ với k’ = 0 , -1 : x là vị trí vân tối thứ nhất ; k = 1 , - 2 : x là vị trí vân tối thứ hai. . . . . . Đối với các vân tối khơng có khái niệm bậc giao thoa . • Khoảng cách giữa vân sáng bậc n và vân sáng bậc m ( với m, n ∈ k) là: Ánh sáng trắng Quang trục chính F đ O F t tím đỏ f t x f đ k = +1 k = 0 k = - 1 O M 2 A S 1 d 1 x d 2 a I O D S 2 E ∆x = l = x n – x m  = n – m.i • Tại M có toạ độ x M là một vân sáng khi : n i x M = . (n ∈ Ν) • Tại M có toạ độ x M là một vân tối khi : n i x M = + 0,5 . (n ∈ Ν) • Giao thoa trong môi trường có chiết suất n : Với a và D không đổi thì bước sóng và khoảng vân giảm đi n lần so với bước sóng và khoàng vân trong chân không , tức là : n λ λ =' ; n i i =' . • Cách tính số vân trong giao thoa trường: Bề rộng L của vùng giao thoa quan sát được trên màn ảnh gọi là giao thoa trường. Số vân sáng và số vân tối trong giao thoa trường xác định như sau: • Cách 1: -số vân sáng : 2 2 2 2 L L L L ki k i i − ≤ ≤ ⇒ − ≤ ≤ : có bao nhiêu giá trị của k có bay nhiêu vân sáng -số vân tối: 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 L L L L k k i i − ≤ + ≤ ⇒ − − ≤ ≤ − :có bao nhiêu giá trị của k có bay nhiêu vân tối • Cách 2: số vân sáng : 2k+1 - Lập tỷ , 2 L k p i = 2k nếu p<0,5 Số vân tối : 2 (k+1) nếu p ≥ 0,5 3/ Giao thoa với ánh sáng trắng: Hình ảnh thu được trên màn là: ở giữa giao thoa trường là vân trắng trung tâm, hai bên là dải sáng giống như cầu vồng, màu tím ở trong , màu đỏ ở ngoài. + Tìm bề rộng của quang phổ bậc k : ∆x = x đỏ - x tím = k. a D (λ đỏ - λ tím ). + Tìm số bức xạ có vân sáng trùng nhau tại vị trí x M : Kết hợp hai phương trình sau để giải quyết: x M = Dk xa a D k M . . . =⇒ λ λ (1) λ đtím ≤ λ ≤ λ đđỏ (2) + Tìm số bức xạ có vân tối trùng nhau tại vị trí x N : Kết hợp hai phương trình sau để giải quyết : x N = Dk xa a D k N ). 2 1 ( ) 2 1 ( + =⇒+ λ λ (1) λ đtím ≤ λ ≤ λ đđỏ (2) (Chú y : Các bước sóng màu đỏ và màu tím tùy thuộc vào đề bài cho. Bình thường thì lấy các giá trị như sau : λ đđỏ = 0,76 µm , λ đtím = 0,38µm ) Thế (1) vào (2) => k là số bức xạ cần tìm ; Thế k vào (1) => λ của các bức xạ trùng nhau . 4/ Giao thoa với ánh sáng có nhiều thành phần đơn sắc: Giả sử ánh sáng dùng làm thí nghiệm Iâng gồm hai bức xạ λ 1 , λ 2 thì : - Trên màn có hai hệ vân giao thoa ứng với ánh sáng có bước sóng λ 1 và λ 2 . - Vị trí vân sáng của bức xạ λ 1 là x 1 = k 1 .i 1 . - Vị trí vân sáng của bức xạ λ 2 là x 2 = k 2 .i 2 . - Ở vị trí trung tâm O hai vân sáng trùng nhau do x 1 = x 2 = 0 => vân sáng tại O có màu tổng hợp của hai màu đơn sắc ứng với hai ánh sáng có bước sóng λ 1 và λ 2 . - Ở các vị trí khác thì hai vân sáng trùng nhau khi : x 1 = x 2 => k 1 .i 1 = k 2 .i 2 => k 1 = í k λ λ 2 2 . ; với k 1 và k 2 ∈ Z và k 1  ≤ i L .2 . Màu của các vân này giống màu vân sáng tại O (Với L là bề rộng của giao thoa trường) 5/ Ứng dụng của hiện tượng giao thoa : Đo bước sóng ánh bằng cách làm thí nghiệm với một ánh sáng đơn sắc rối đo các khoảng cách D, a , i rối dùng công thức D ai. = λ để xác định bước sóng λ . Từ các kết quả đo bước sóng λ cho thấy : • Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (hay tần số) xác đinh . • Ánh sáng nhìn thấy có phổ bước sóng từ 0,38µm (ứng với ánh sáng tím) đến 0,76µm (ứng với ánh sáng đỏ) • Với những ánh sáng có bước sóng rất gần nhau thì màu sắc của chúng gần giống nhau , mắt người rất khó phân biệt rõ màu của chúng . Vì vậy người ta phân định 7 vùng màu chính ứng với các khoảng bước sóng tương ứng của từng vùng. Chủ đề 3*: Giao thoa bởi lưỡng lăng kính, 2 nửa thấu kính, lưỡng gương phẳng . Độ dời của hệ thống vân trên màn do có bản mỏng . (chương trình nâng cao) Nguồn sáng S qua các thiết bị này đều tạo ra hai ảnh S 1 và S 2 . Do đó S 1 và S 2 trở thành hai nguồn kết hợp phát ra hai chùm sáng kết hợp . Trong vùng hai chùm sáng này gặp nhau sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa giống như trong thí nghiện dùng hai khe Y-âng .Vì vậy để tìm vị trí vân , khoảng vân . . . trong các trường hợp này ta vẫn vận dụng các công thức như trong thi nghiệm giao thoa ánh sáng dùng 2 khe Y-âng 1. Giao thoa bởi lưỡng lăng kính Fresnel ( góc chiết quang nhỏ) : β d d’ D 2. Giao thoa bởi hai nửa thấu kính hội tụ (bán thấu kính Bilet) : 3. Giao thoa bởi lưỡng gương phẳng . Các đại lượng tương ứng với giao thoa bằng 2 khe Y-âng và kiến thức thường dùng : • a = S 1 S 2 = 2d (n-1)A • Góc lệch giữa tia tới và tia ló: D = (n -1)A • bề rộng của vùng giao thoa: L = 2d’(n-1)A Các đại lượng tương ứng với giao thoa bằng 2 khe Y-âng và kiến thức thường dùng : • a = S 1 S 2 = 1 . ' O d dd + O 2 . • D = HO’ = L – (d’ + d) = OO’- d’. Để trên màn E thu được hệ vân thì màn phải đặt cách thấu kính một khoảng lớn hơn OI, tức là D ≥ HI. Khi D = HI thì trên màn chỉ có 1 vân sáng tại I . • Công thức thấu kính dùng để xác định d’: ' 111 ddf += fd fd d − =→ . ' • bề rộng của miền giao thoa: L = O 1 O 2 (1+ 'd D d + ) Các đại lượng tương ứng với giao thoa bằng 2 khe Y-âng và kiến thức thường dùng : • a = S 1 S 2 = 2.HS 1 = 2.SI α • D = HO = HI + IO = IS.β + IO . • Nguồn sáng S và các ảnh S 1 , S 2 nằm trên đường tròn bán kính IS . (IS =IS 1 =IS 2 ) Khi làm bài cần sử dụng tam giác đồng dạng để xác định các khoảng cách E L 1 S 1 M 1 P 1 O 1 S O H I O’ O 2 S 2 M 2 P 2 L 2 D d d’ L α G 1 S M S 1 2α H O I S 2 G 2 N D S 1 S 2 I M N OS 4. Độ dời hệ thống vân trên màn do có bản mỏng (chiều dày e và chiết suất n) . Khi có bản mỏng ( bản mặt song song ) chiều dày e và chiết suất n trước khe S 1 , Vân sáng trung tâm tại O sẽ dời đến vị trí O’ (như hình bên) Với độ dời : a Den xOO .).1( ' 0 − == Chủ đề 4 : Máy quang phổ - Các loại quang phổ A. Kiến thức trọng tâm : 1. Máy quang phổ : a. Định nghĩa : Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau . b. Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng . c. Cấu tạo : • Ống chuẩn trực . Cấu tạo gồm 3 bộ phận chính : • Hệ tán sắc . F (L 1 ) • Buồng ảnh . - Ống chuẩn trực : Ống chuần trực là bộ phận có dạng một cái ống, gồm một thấu kính hội tụ (L 1 ) gắn ở một đầu ống, đầu còn lại có một khe hẹp ,tiêu điểm (F) nằm ở tiêu diện của thấu kính . Ống chuẩn trực có tác dụng tạo ra chùm tia ló sau thấu kính L 1 là chùm sáng song song . - Hệ tán sắc : Hệ tán sắc gồm một hoặc vài thấu kính (P), có tác dụng tán sắc chùm sáng phức tạp truyền từ ống chuẩn trực tới lăng kính . - Buồng ảnh : Buồng ảnh là một hộp kín gồm một thấu kính hội tụ (L 2 ) và một tấm kính mờ hoặc kính ảnh (E)đặt tại têu diện của thấu kính . Buồng ảnh có tác dụng ghi lại quang phổ của nguồn sáng . 2. Quang phổ liên tục : a. Định nghĩa : Quang phổ liên tục là quang phổ gồm nhiều dãi màu tử đỏ đến tím , nối liền nhau một cách lien tục . b. Nguồn phát sinh quang phổ lien tục : Các chất rắn , chất lỏng , chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng sẽ phát ra quang phổ lien tục . c. Tính chất : - Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào bản chất của vật phát sáng . - Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng . Khi nhiệt độ tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh và miềm quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bức xạ có bước sóng ngắn. 3. Quang phổ vạch phát xạ : a. Định nghĩa : Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẽ , ngăn cách nhau bằng những khoảng tối, được gọi là quang phổ vạch phát xạ . b. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ : Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích phát sáng . c. Tính chất : O’ (e,n) d’ 1 x 0 S 1 d’ 2 a O S 2 D F 1 (P) (L 2 ) F 2 (E) - Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích , phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng , đặc trưng cho nguyên tố ấy . - Các nguyên tố khác nhau , phát ra quang phổ vạch khác hẳn nhau về : số lượng các vạch , màu sắc các vạch , vị trí (tức là bước sóng)của các vạch và về cường độ sáng của các vạch đó . 4. Quang phổ vạch hấp thụ : a. Định nghĩa : Quang phổ lien tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ , được gọi là quang phổ vạch hấp thụ . ( Như vậy : Quang phổ vạch hấp thu là những vạch tối trên nền của quang phổ liên tục) b. Nguồn phát ra quang phổ vạch hấp thụ : Chiếu ánh sáng từ một nguồn qua khối khí hay hơi bị nung nóng rồi chiếu qua máy quang phổ, ta sẽ thu được quang phổ vạch hấp thụ . Điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ là : nhiệt độ của nguồn sáng phải lớn hơn nhiệt độ của đám khi. c. Tính chất : - Quang phổ vạch hấp thụ phụ thuộc vào bản chất của khí hấp thụ . Mỗi chất khí hấp thụ có một quang phổ vạch hấp thụ đặc trưng. - Trong quang phổ vạch có sự đảo sắc như sau : mổi nguyên tố hoá học chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng phát xạ , và ngược lại , nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ 5. Phân tích quang phổ : - Phân tích quang phổ là gì ? Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hoá học của một hợp chất , dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất đó phát xạ hoặc hấp thụ . - Phép phân tích quang phổ có ưu điểm như thế nào ? o Cho kết quả nhanh , cùng một lúc xác định được sự có mặt của nhiều nguyên tố. o Độ nhạy rất cao, cho phép phát hiện được hàm lượng rất nhỏ có trong mẫu nghiên cứu. o Cho phép nghiên cứu từ xa , như phát hiện thành phần cấu tạo của mặt trời , các ngôi sao. Chủ đề 5 : TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI – TIA X 1/ Bảng hệ thống kiến thức tia hồng ngoại , tử ngoại , tia X : Tia hồng ngoại Tia từ ngoại Tia Rơnghen (tia X) a/ Định nghĩa b/ Nguồn phát c/ Bản chất và tính chất e/Ứng dụng Là bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng đỏ . λ > 0,76µm đến vài mm . Mọi vật, dù có nhiệt độ thấp đều phát ra tia hồng ngoại . Lò than , lò sưởi điện , đèn điện dây tóc … là những nguồn phát tia hồng ngoại rất mạnh . - Bản chất là sóng điện từ . - Tác dụng nhiệt rất mạnh . - Tác dụng lên kính ảnh, gây ra một số phản ứng hoá học . - Có thể biến điệu như sóng cao tần . - Gây ra hiện tượng quang dẫn . - Sây khô , sưởi ấm . - Sử dụng trong các thiết bị Là bức xạ không nhìn thấy , có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím . 0,001 µm < λ < 0,38 µm . Các vật bị nung nóng đến nhiệt độ cao (trên 2000 0 C) sẽ phát ra tia tử ngoại . Ở nhiệt độ trên 3000 0 C vật ra tia tử ngoại rất mạnh (như : đen hơi thuỷ ngân , hồ quang . . . - Bản chất là sóng điện từ . - Tác dụng mạnh lên kính ảnh . - Làm ion hoá chất khi . - Làm phát quang một số chất . - Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh . - Có tác dụng sinh lí , huỷ diệt tế bào, làm hại mắt . . . - Gây ra hện tượng quang điện . - Khử trùng nước , thực phẩm , dụng cụ ytế . Là bức xạ có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại . 10 − 11 m < λ < 10 − 8 m . Cho chùm tia catot có vận tốc lớn đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn , từ đó sẽ phát ra tia X. Thiết bị tạo ra tia X là ống Rơnghen . - Bản chất là sóng điện từ . - Có khả năng đâm xuyên rất mạnh , bước sóng càng ngắn đâm xuyên càng mạnh. - Tác dụng mạnh lên kính ảnh - Làm ion hoá chất khí . - Làm phát quang một số chất . - Có tác dụng sinh lí mạnh - Gây ra hiện tượng quang điện - Trong y tế dùng tia X để chiếu điện , chụp điện , điều khiển từ xa . - Chụp ành bề mặt đất từ vệ tinh . - Ứng dụng nhiều trong kỹ thuật quân sự . . . - Chữa bệnh còi xương . - Phát hiện vết nứt trên bề mặt kim loại . . . chữa bệnh ung thư nông . -Trong công nghiệp dùng để dò các lỗ khuyết tật trong các sản phẩm đúc . - Kiểm tra hành lí của hành khách , nghiên cứu cấu trúc vật rắn . . . 2/ Thuyết điện từ vế ánh sáng : - Giả thuyết của Mắc – xoen : Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn so với sóng vô tuyến , lan truyền trong không gian ( Tức là ánh có bàn chất sóng ) - Mối liện hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trường : εµ = v c hay εµ =n Trong đó : ε là hằng số điện môi, ε phụ thuộc vào tần số f của ánh sáng ; µ là độ từ thẩm . 3/ Thang sóng điện từ : - Sóng vô tuyến , tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại , tia X , tia gamma đều có bản chất là sóng điện từ . Chúng có cách thu , phát khác nhau , có những tính chất rất khác nhau và giữa chúng không có ranh giới rõ rệt . - Những sóng điện từ có bước sóng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa, bước sóng càng ngắn thì tính đâm xuyên càng mạnh. MiÒn sãng ®iÖn tõ Bíc sãng (m) TÇn sè (Hz) Sãng v« tuyÕn ®iÖn 4 4 3.10 10 − ÷ 4 12 10 3.10÷ Tia hång ngoai 3 7 10 7,6.10 − − ÷ 11 14 3.10 4.10÷ ¸nh s¸ng nh×n thÊy 7 7 7,6.10 3,8.10 − − ÷ 14 14 4.10 8.10÷ Tia tñ ngo¹i 7 9 3,8.10 10 − − ÷ 14 17 8.10 3.10÷ Tia X 8 11 10 10 − − ÷ 16 19 3.10 3.10÷ Tia gamma Díi 10 -11 Trªn 3.10 19 B.CÔNG THỨC VÀ CÁCH GIẢI BÀI TẬP: 1) Công thức cơ bản: - Vị trí vân sáng: . . D x k a λ = (k = 0 : vân trung tâm ; k = ± 1 : vân bậc 1 ; k = ± 2 : vân bậc 2) - Vị trí vân tối: 1 . 2 D x k a λ   = +  ÷   k = 0, k = -1: Vn tối thứ nhất k = 1, k = -2: Vn tối thứ hai k = 2, k = -3: Vn tối thứ ba (lưu ý: Vị trí vân tối thứ k +1 : 1 2 D x k a λ   = +  ÷   , Vị trí vân tối thứ k : 1 2 D x k a λ   = −  ÷   ) - Khoảng vân i : a D i . λ = x: vị trí vân ; i: khoảng vân ; (giữa hai vân sáng cạnh nhau hoặc giữa hai vân tối cạnh nhau) D: khoảng cách từ hai khe đến màn ; a: khoảng cách giữa hai khe 2) Xác định vân (sáng hay tối) tại một điểm M bất kỳ: - Chọn gốc toạ độ tại vân trung tâm. Tìm khoảng cách vân i . Lập tỷ số: M x i Tại x M ta có vân: * M x k i = :vân sáng bậc k * 1 2 M x k i = + :vân tối thứ k+1 (k là số ngun) 3) Tìm số vân trên khoảng quan sát (giao thoa trường) L: Lập tỉ 2 L k i = + số lẻ (k số ngun dương) ♣Số vân sáng(là số lẻ): 2k+1 ♣Số vân tối:(là số chẵn) ◦ lẽ ≥ 0,5: có 2(k+1) vân tối ◦ lẽ<0,5 : có 2k vân tối 4)Xác định khoảng vân i trong khoảng có bề rộng L. Biết trong khoảng L có n vân sáng. + Nếu 2 đầu là hai vân sáng thì: 1 L i n = - + Nếu 2 đầu là hai vân tối thì: L i n = + Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì: 0,5 L i n = - 5) Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x 1 , x 2 (giả sử x 1 < x 2 ) Lập đẳng thức, chia tất cả cho i, số vân là số giá trò của k thoả mãn bất đẳng thức + Vân sáng: x 1 < ki < x 2 + Vân tối: x 1 < (k+0,5)i < x 2 Số giá trị k ∈ Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm Lưu ý: M và N cùng phía với vân trung tâm thì x 1 và x 2 cùng dấu. M và N khác phía với vân trung tâm thì x 1 và x 2 khác dấu. 6) Tìm bước sóng ánh sáng khi biết khoảng cách giữa các vân ( d ∆ ) hoặc vị trí 1 vân x - Biết d ∆ : Tìm số khoảng vân ( số vân – 1 ): n khoảng vân n d i ∆ = từ a D i . λ = => D ai. = λ - Biết x : Dùng cơng thức : a D kx . . λ = (vân sáng) hoặc a D kx . ). 2 1 ( λ ±= (vân tối). 7) Tìm khoảng cách giữa 2 vân bất kỳ : - Tìm vị trí từng vân - Nếu 2 vân ở cùng phía so với vân sáng trung tâm : d = 21 xx − - Nếu hai vân ở hai bên so với vân trung tâm : d = 1 x + 2 x 8)Nếu thí nghiệm được tiến hành trong mơi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng vân: n n n D i i n a n l l l = Þ = = 9)Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S 1 S 2 thì hệ vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i vẫn khơng đổi. Độ dời của hệ vân là: 0 1 D x y D = Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn D 1 là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe y là độ dịch chuyển của nguồn sáng 10) Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S 1 (hoặc S 2 ) được đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S 1 (hoặc S 2 ) một đoạn: 0 ( 1)n eD x a - = 11) Vân trùng :Sự trùng nhau của các bức xạ λ 1 , λ 2 (khoảng vân tương ứng là i 1 , i 2 ) + Trùng nhau của vân sáng: x s = k 1 i 1 = k 2 i 2 = ⇒ k 1 λ 1 = k 2 λ 2 = + Trùng nhau của vân tối: x t = (k 1 + 0,5)i 1 = (k 2 + 0,5)i 2 = ⇒ (k 1 + 0,5)λ 1 = (k 2 + 0,5)λ 2 = Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả các vân sáng của các bức xạ. 12)Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4 µ m ≤ λ ≤ 0,76 µ m) - Bề rộng quang phổ bậc k: đ ( ) t D x k a l lD = - với λ đ và λ t là bước sóng ánh sáng đỏ và tím - Xác định số vân sáng, số vân tối và các bức xạ tương ứng tại một vị trí xác định (đã biết x) + Vân sáng: ax , k Z D x k a kD l l= Þ = Î Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ các giá trị của k ⇒ λ + Vân tối: ax ( 0,5) , k Z ( 0,5) D x k a k D l l= + Þ = Î + Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ các giá trị của k ⇒ λ - Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k: đ [k ( 0,5) ] Min t D x k a λ λ ∆ = − − axđ [k ( 0,5) ] M t D x k a λ λ ∆ = + − Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm. axđ [k ( 0,5) ] M t D x k a λ λ ∆ = − − Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm. 13) Tia X ( tia R ơnghen ) : Theo ĐLBT năng lượng : A = W đ ⇔ e.U = 2 . 2 1 vm . Khi U -> U 0 => v -> v max ( W đmax ) ⇔ e.U 0 = 2 max . 2 1 vm e . Từ CT trên => v = e m Ue 2 và v max = e m Ue 0 2 Công suất tỏa nhiệt : P = U.I, t eN t q I ∆ = ∆ ∆ = . Nhiệt lượng tỏa ra : Q = P.t ( Các hằng số : m e = 9,1.10 -31 kg, e = 1,6.10 -19 ) C.CÁC DẠNG BÀI TẬP: Dạng 1: Tán sắc ánh sáng  Phương pháp giải: ♦ Áp dụng các công thức của lăng kính : + Công thức tổng quát: - sini 1 = n sinr 1 - sini 2 = n sinr 2 - A = r 1 + r 2 - D = i 1 + i 2 – A +Trường hợp i và A nhỏ - i 1 = nr 1 i 2 = nr 2 D = (n – 1)A +Góc lệch cực tiểu: D min 1 2 min 1 1 2 2 2 A r r D i A i i  = =  ⇔ ⇒ = −   =  -+Công thức tính góc lệch cực tiểu: min sin sin 2 2 D A A n + = ♦ Điều kiện để có phản xạ toàn phần: n 1 > n 2 i > i gh với sini gh = 2 1 n n ♦ Với ánh sáng trắng: tim do tim do n n n λ λ λ λ ≥ ≥   ≤ ≤  BÀI TẬP: Bài 1: Bớc sóng trong chân không của ánh sáng đỏ là ( ) m, à750 , của ánh sáng tím là ( ) m, à40 . Tính bớc sóng của các ánh sáng đó trong thuỷ tinh, biết chiết suất của thuỷ tinh đối với tia đỏ là 51,n d = và đối với tia tím là 541,n t = . Giải + Khi sóng truyền từ môi trờng từ môi trờng này sang môi trờng khác, thì vận tốc truyền và bớc sóng của nó thay đổi, nhng tần số của nó không bao giờ thay đổi. + Bớc sóng của ánh sáng có tần số f trong môi trờng: f v = (với v là vận tốc của ánh sáng trong môi tr- ờng đó). + Trong chân không, vận tốc ánh sáng là c, tần số vẫn là f và bớc sóng trở thành: f c = 0 . + Do đó: nv c n v c 00 === nnêmà (với n là chiết suất tuyệt đối của môi trờng đó). + Bớc sóng của ánh sáng đỏ trong thuỷ tinh: ( ) m, , , n d à== = 500 501 750 0 . + Bớc sóng của ánh sáng tím trong thuỷ tinh: ( ) m, , , n t à= = 260 541 40 0 . ĐS: Bớc sóng của ánh sáng đỏ và tím trong thuỷ tinh lần lợt: ( ) ( ) m,,m, td à=à= 260500 . Bài 2: Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp song song coi nh một tia sáng vào mặt bên AB của lăng kính có 0 50=A , dới góc tới 0 1 60=i . Chùm tia ló ra khỏi mặt AC gồm nhiều màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia đỏ và tia tím lần lợt là: 541,n = d ; 581,n = t . Hãy xác định góc hợp bởi giữa tia đỏ và tia tím ló ra khỏi lăng kính. Giải: + áp dụng công thức lăng kính: += =+ = = AiiD Arr rsinnSini rsinnSini 21 21 22 11 + Đối với tia đỏ: =+=+= === ===+ === 0000 21 0 2222 0 1221 0 1 0 111 763450762460 7624 7815 2234 60 ,,AiiD ,rsinnrsinrsinnisin ,rArArr ,r n sin rsinrsinnisin d dd dd dd 2dddd dd d d d i + Đối với tia tím: =+=+= === ===+ === 0000 21 0 2222 0 1221 0 1 0 111 1375012760 127 7616 2433 60 ,,AiiD ,rsinnrsinrsinnisin ,rArArr ,r n sin rsinrsinnisin t tt tt tt 2tttt tt t t t i . + Vậy góc hợp bởi giữa hai tia đỏ và tia tím sau khi ló ra khỏi lăng kính: 0 342,DD = dt ĐS: 0 342, Bài 3: Chiếu một chùm tia sáng hẹp song song vào mặt bên của lăng kính có 0 60=A dới góc tới 1 i thì chùm tia ló ra khỏi mặt AC lệch về đáy với các góc lệch khác nhau. Trong đó tia màu vàng cho góc lệch cực tiểu. Biết chiết suất của chất làm lăng kính đối với tia vàng và tia đỏ lần lợt là: 491521 ,n;,n == dv . 1) Xác định góc tới i . 2) Xác định góc lệch ứng với tia đỏ. Giải: 1) Tia màu vàng cho góc lệch cực tiểu vv 21 ii = [...]... hiện tợng đặc trng của thuỷ tinh * Cho các ánh sáng sau: I ánh sáng trắng; II ánh sáng đỏ; III ánh sáng vàng; IV ánh sáng tím Hãy trả lời các câu hỏi 6.2; 6.3, 6.4 dới đây: 6.6 Những ánh sáng nào có bớc sóng xác định? Chọn câu trả lời đúng theo thứ tự tăng của bớc sóng A) I, II, III; B) IV, III, II; C) I, II, IV; D) I, III, IV 6.7 Cặp ánh sáng nào có bớc sóng tơng ứng là 0,589àm và 0,400àm: Chọn kết... D BI TP TRC NGHIM: Chủ đề 1: Tán sắc ánh sáng 6.1 Phát biu nào di ây sai, khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc: A) ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím B) Chiếu suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là nh nhau C) ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính D) Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua... nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc B Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh lăng kính không làm biến đổi màu của ánh sáng qua nó C Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh ánh sáng mặt trời không phải là ánh sáng đơn sắc D Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh dù ánh sáng có màu... nào (cả rắn, lỏng, khí) đều xảy ra hiện tợng nh nhau 6.6 Chọn B Hớng dẫn: ánh sáng trắng không có bớc sóng xác định, còn tất cả ánh sáng đơn sắc đều có bớc sóng xác định 6.7 Chọn A Hớng dẫn: Đó là màu vàng và tím 6.8 Chọn A Hớng dẫn: Trong thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc 6.9 Chọn D Hớng dẫn: áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng sini = nsinr vơi... có bớc sóng nhỏ hơn tia tử ngoại C Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có tác dụng nhiệt 6.87 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Tia X và tia tử ngoại đều có bản chất là sóng điện từ B Tia X và tia tử ngoại đều tác dụng mạnh lên kính ảnh C Tia X và tia tử ngoại đều kích thích một số chất phát quang D Tia X và tia tử ngoại đều bị... trờng trong suốt đối với ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau 6.2 Chọn C Hớng dẫn: ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc qua lănh kính, nhng bị lệch đờng đi do khúc xạ ánh sáng 6.3 Chọn C Hớng dẫn: Sự khúc xạ ánh sáng chỉ xảy ra ở mặt phân cách hai môi trờng 6.4 Chọn D Hớng dẫn: : Mỗi ánh sáng đơn sắc có bớc sóng xác định, chiết suất môi trờng trong suốt còn phụ thuộc bớc sóng ánh sáng 6.5 Chọn A Hớng... một thí nghiệm đo bớc sóng ánh sáng thu đợc một kết quả = 0,526àm ánh sáng dùng trong thí nghiệm là ánh sáng màu A đỏ; B lục; C vàng; D tím 6.31 Từ hiện tợng tán sắc và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là đúng khi nói về chiết suất của một môi trờng? A Chiết suất của môi trờng nh nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc B Chiết suất của môi trờng lớn đối với những ánh sáng có bớc sóng dài C Chiết suất... cộng sáng lại thành bóng tối C vẫn đợc bảo toàn, vì ở chỗ các vân tối một phần năng lợng ánh sáng bị mất do nhiễu xạ D vẫn đợc bảo toàn, nhng đợc phối hợp lại, phần bới ở chỗ vân tối đợc truyền cho vân sáng Chủ đề 3: Khoảng vân- bớc sóng và màu sắc ánh sáng 6.21 Chọn phát biểu Đúng Để hai sóng ánh sáng kết hợp, có bớc sóng tăng cờng lẫn nhau, thì hiệu đờng đi của chúng phải A bằng 0 B bằng k, (với k =... trên đều có một bớc sóng xác định D ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính đối với nó lớn nhất 6.12 Nguyên nhân gây ra hiện tợng tán sắc ánh sáng mặt trời trong thí nghiệm của Niutơn là A thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời B chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau C lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng... khi so sánh tia hồng ngoại với tia tử ngoại? A) Cùng bản chất là sóng điện từ; B) Tia hồng ngoại của bớc sóng nhỏ hơi tia tử ngoại; C) Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều tác dụng lên kính ảnh; D) Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều không nhìn thấy bằng mắt thờng 6.69 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Tia hồng ngoại là là một bức xạ đơn sắc có màu hồng B Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bớc sóng nhỏ . tđđt ffFFx −== Chủ đề 2 : Hiện tư ng nhiễu xạ - hiện tư ng giao thoa ánh sáng I/ Hiện tư ng nhiễu xạ : • Hiện tư ng nhiễu xạ là hiện tư ng ánh sáng khơng tn theo định luật truyền thẳng . • Hiện tư ng nhiễu. đo bước sóng λ cho thấy : • Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (hay tần số) xác đinh . • Ánh sáng nhìn thấy có phổ bước sóng từ 0,38µm (ứng với ánh sáng tím) đến 0,76µm (ứng với ánh sáng. Thuyết điện từ vế ánh sáng : - Giả thuyết của Mắc – xoen : Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn so với sóng vô tuyến , lan truyền trong không gian ( Tức là ánh có bàn chất sóng ) - Mối