- Công suất tỏa nhiệt trên RLC :P U I= cosj = R
CHỦ ĐỀ 4: SÓNG ÁNH SÁNG
I. KIẾN THỨC CẦN NẮM:
* Tán sắc: Thí nghiệm Niutơn
- Qua lăng kính, ánh sáng bị lệch về phía đáy. Tia tím lệch nhiều nhất - Với ánh sáng trắng: bị tách thành chùm đơn sắc
- Với ánh sáng đơn sắc: không bị tách
- Nguyên nhân của sự tán sắc: do tốc độ truyền sáng trong môi trường phụ thuộc tần số ánh sáng
* Ánh sáng đơn sắc:
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có 1 màu nhất định, mỗi màu có một λ
- Tần số không đổi khi đổi môi trường trong suốt
- n phụ thuộc f và λ: f nhỏ (λ lớn) thì n nhỏ n đỏ nhỏ nhất, n tím lớn nhất (λ = c/f)
* Nhiễu xạ:
- Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng ánh sáng khi truyền qua lỗ nhỏ. * Giao thoa: Thí nghiệm Iâng
- Điều kiện: Sóng kết hợp (cùng f và độ lệch pha không đổi theo t)
- Ánh sáng trắng: vân sáng trắng ở giữa, hai bên có nhiều vạch màu, tím trong đỏ ngoài - Ánh sáng đơn sắc: sáng tối xen kẽ
- Khoảng vân: i = D/aλ
- Vân sáng: x = k D/aλ - Vân tối: x = (k + ) D/a1
2 λ
- Điều kiện để có vân sáng: 2 1 ax k
D
d − =d = λ (d2 – d1: hiệu đường đi); hay: xs = k.λ
- Điều kiện để có vân tối: 2 1 (k + )1
2
d − =d λ hay xt = (k+ ½).λ
- Trong môi trường: λ’ = λ/n
- Giao thoa, nhiễu xạ: chứng minh tính chất sóng của ánh sáng
- Giao thoa trong môi trường chiết suất n : 0;i i0
n n
λ
λ = =
Hệ vân dịch chuyển khi có bản bản mỏng song song đặt trên đường đi tia sáng: Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S1 (hoặc S2) được đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S1 (hoặc S2) một đoạn:
0 (n 1)eD x a - = * Máy quang phổ:
- Công dụng: Tách chùm ánh sáng phức tạp (nhiều màu)
- 3 bộ phận chính: Ống chuẩn trực (tạo chùm song song), bộ phận tán sắc (lăng kính), buồng ảnh
* Quang phổ liên tục:
- Là dải màu liên tục đỏ đến tím
- Nguồn phát: Rắn, lỏng, khí (hơi) ở áp suất (tỉ khối) lớn bị nung nóng - Phụ thuộc nhiệt độ, không phụ thuộc bản chất nguồn
- Nhiệt độ tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh, miền quang phổ lan dần từ bức xạ có
bước sóng dài →ngắn
* Quang phổ vạch:
- Nhiều vạch màu riêng rẽ trên nền tối
- Nguồn phát: Khí, hơi ở áp suất thấp bị kích thích.
- Nguyên tố khác nhau cho quang phổ vạch khác nhau: số lượng vạch, màu sắc, độ sáng, vị trí các vạch
* Quang phổ vạch hấp thụ:
- Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi KL) hấp thụ. - Nguồn phát: khí (hay hơi ) ở trạng thái kích thích.
- Điều kiện: Nhiệt độ nguồn hấp thụ nhỏ hơn của nguồn phát.
- Đảo sắc: Tắt nguồn phát liên tục thì xuất hiện vạch màu của nguồn hấp thụ ngay tại vị trí vạch tối
* Hồng ngoại:
- Sóng điện từ, không nhìn thấy, λ>0,76µm, - Nguồn phát: mọi vật có nhiệt độ
- Tính chất: Nhiệt, gây phản ứng quang hóa, tác dụng lên kính ảnh, biến điệu, gây hiện tượng quang điện bên trong
- Ứng dụng: Sưởi, sấy, chụp ảnh hồng ngoại, bộ phận điều khiển từ xa, trong quân đội * Tử ngoại:
- Sóng điện từ, không nhìn thấy, 10−9m< <λ 0,38µm.
- Nguồn phát: Vật có nhiệt độ cao (20000C trở lên) hoặc do đèn hồ quang phóng qua hơi thủy
ngân ở áp suất thấp.
- Tính chất: bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh,tác dụng lên kính ảnh, phát quang, ion hóa không khí, quang hóa, quang hợp, sinh học (hủy tế bào da, làm da rám nắng, hại mắt, diệt khuẩn…), gây hiện tượng quang điện
- Ứng dụng: khử trùng nước, tìm vết nứt, chữa bệnh còi xương * Tia X:
- λ : 10-8 m – 10-11 m, là sóng điện từ
- Cách tạo tia X: electron chuyển động nhanh đến đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn (đối catôt)
- Tính chất: đâm xuyên mạnh, tác dụng lên phim ảnh, ion hóa không khí, phát quang, sinh lí,
gây hiện tượng quang điện
- Công dụng: Chiếu điện, tìm vết nứt, diệt vi khuẩn, chữa ung thư, kiểm tra hành lý, nghiên cứu cấu trúc vật rắn.
* Thang sóng điện từ: sắp xếp theo bước sóng giảm dần (tần số tăng dần) - Sóng vô tuyến, hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tử ngoại, tia X, tia gamma.
+ λ càng ngắn: đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các
chất, dễ gây ion hóa không khí
+ λ càng dài: dễ quan sát hiện tượng giao thoa
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG:
1. Một sóng ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là
A. màu sắc. B. tần số.
C. vận tốc truyền. D. chiết suất lăng kính với ánh sáng đó.
2. Cho ánh sáng đơn sắc truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì
A. tần số thay đổi, vận tốc không đổi. B. tần số thay đổi, vận tốc thay đổi.
C. tần số không đổi, vận tốc thay đổi. D. tần số không đổi, vận tốc không đổi.
3. Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ
hai khe đến màn là 2m, ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,64µm. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung
tâm một khoảng
A. 1,20mm. B. 1,66mm. C. 1,92mm. D. 6,48mm.
4. Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng cách từ
hai khe đến màn là 2m. Vân sáng thứ 3 cách vân sáng trung tâm 1,8mm. Bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng trong thí nghiệm là
A. 0,4µm. B. 0,55µm. C. 0,5µm. D. 0,6µm.
5. Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ dựa trên hiện tượng
A. phản xạ ánh sáng. B. khúc xạ ánh sáng.
C. tán sắc ánh sáng. D. giao thoa ánh sáng.
6. Chiếu một chùm ánh sáng trắng qua lăng kính. Chùm sáng tách thành nhiều chùm sáng có màu sắc
khác nhau. Đó là hiện tượng