độ sáng bị giảm cùng một lượng đối với tất cả các bước sóng của ánh sáng tới. Các chất đó thường là chất có màu xám[r]
(1)TS Ngô Văn Thanh,
Viện Vật lý.
(2)Chương 5: Tán sắc, hấp thụ tán xạ ánh sáng.
(3)Khái niệm chung:
Khi chùm sáng truyền qua môi trường vật chất chất rắn, chất
lỏng khí, có hai kiểu ảnh hưởng lên sóng ánh sáng:
Cường độ sáng giảm: tượng hấp thụ ánh sáng tán xạ ánh sáng Vận tốc truyền sóng ánh sáng bé so với vận tốc truyền chân
không: tượng tán sắc ánh sáng
5.1 Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Năm 1672, Newton nghiên cứu thực nghiệm chiếu ánh sáng trắng qua
lăng kính
Chùm ánh sáng trắng bị tách thành dải sáng có nhiều màu Các màu xếp theo thứ tự : đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím
Dải nhiều màu gọi quang phổ liên tục tượng gọi
là tượng tán sắc ánh sáng
Độ lệch chùm tia khác nhau, chùm tia đỏ bị lệch nhất, trái lại
chùm tia tím bị lệch nhiều nhất, chứng tỏ chiết suất chất làm lăng kính phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng
(4)(5)Ðộ tán sắc đường cong tán sắc:
Độ tán sắc trung bình:
Xét mơi trường tán sắc ánh sáng có chiết suất tương ứng với
hai bước sóng Độ tán sắc trung bình xác định cơng thức
Đường cong tán sắc:
(6)Tán sắc thường tán sắc dị thường :
Tán sắc thường: chất chất có hệ số hấp thụ ánh sáng thấp
Biểu thức gần (Cauchy) cho chiết suất môi trường vật chất:
Trong a, b c hệ số xác định thực nghiệm
Chiết suất giảm bước sóng tăng Độ tán sắc thường:
Tán sắc dị thường: chất có hệ số hấp thụ ánh sáng lớn
Chiết suất tăng bước sóng tăng
Tán sắc dị thường xảy chất lỏng, chất rắn mạnh
(7)Phương pháp quan sát tượng tán sắc:
Các thấu kính: L1 L2
Các lăng kính P1 P2; hai lăng kính đặt vng góc với
Quang phổ ánh sáng tán sắc có dạng bị uốn cong, độ cong tăng nhanh
về vùng ánh sáng tím, tức chiết suất tăng bước sóng giảm
Chúng ta quan sát tượng tán sắc thường
Thay lăng kính P2 lăng kính khác chứa đầy khí Na
Phổ tán sắc đường cong đứt đoạn
Chúng ta quan sát tượng tán sắc dị thường
(8)Ứng dụng tượng tán sắc :
Ứng dụng máy quang phổ lăng kính để phân tích thành phần hóa
học ngun liệu thành phẩm nguồn sáng ngành luyện kim, địa chất, chế tạo khí …
Nguồn S phát ánh sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc có bước sóng khác
nhau
Lăng kính P phân tích ánh sáng thành chùm tia sáng đơn sắc song song
với bước sóng xác định
Trên ảnh thu dải vạch S1, S2, S3 nằm rời rạc
Các vạch phổ phân bố theo quy luật định
Mỗi vạch phổ đặc trưng cho
một nguyên tố hóa học
Cường độ vạch phổ tương ứng với
(9)5.2 Hiện tượng hấp thụ ánh sáng.
Hấp thụ ánh sáng tượng cường độ sáng sóng ánh sáng bị giảm
đi qua môi trường vật chất
Giải thích tượng theo quan niệm cổ điển:
Dưới tác dụng thành phần điện trường sóng ánh sáng, điện tử
chuyển động quanh hạt nhân thực dao động điều hòa
Các điện tử trở thành nguồn phát sóng thứ cấp
Sự giao thoa sóng tới (ánh sáng) sóng thứ cấp làm cho biên độ
sóng tới bị thay đổi
Phần lượng bị hấp thụ chuyển hóa thành nhiệt năng, kết
mơi trường bị nóng lên ánh sáng chiếu vào
Hấp thụ toàn phần: Một chất gọi hấp thụ toàn phần cường
độ sáng bị giảm lượng tất bước sóng ánh sáng tới Các chất thường chất có màu xám
Hấp thụ chọn lọc: Các chất làm giảm cường độ sáng số bước
sóng ánh sáng Các chất hấp thụ phần chất có màu
Các chất có hệ số phản xạ cao hấp thụ yếu, ngược lại
(10)Ðịnh luật Bouguer (1729)
Xét chùm sáng đơn sắc song song có cường độ sáng chiếu vng góc với
vật có chiều dày L Hai mặt vật song song với
Chia mẫu vật thành vô số lớp mỏng có độ dày dx
Độ giảm cường độ sáng đơn vị bề dày dx:
trong hệ số tỷ lệ (hệ số hấp thụ), phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng