- Ánh sáng trắng khơng phải là ánh sáng đơn sắc mà là hỗn hợp của rất nhiều các ánh sáng đơn sắc cĩ màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
- Chiết suất của mơi trường trong suốt biến thiên theo màu sắc ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím ( nđỏ < ncam < nvàng < nlục < nlam < nchàm < ntím )
- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
- Ứng dụng : + Giải thích một số hiện tượng tự nhiên ( câu vồng … ) + Ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính
II. SỰ GIAO THOA ÁNH SÁNG
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng: Hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
- Để giao thoa 2 nguồn phải là 2 nguồn kết hợp
- Điều kiện về nguồn kết hợp:
- Hai nguồn phải phát ra ánh sáng cĩ cùng bước sĩng
- Hiệu số pha dao động của 2 nguồn phải khơng đổi theo thời gian
1. Thí nghiệm Young ( Y-âng )
Kính màu để tạo chùm sáng đơn sắc
F như một nguồn sáng chiếu đến hai khe F1, F2. Hai khe F1, F2 trở thành 2 nguồn kết hợp cho hai sĩng gặp nhau trên màn và giao thoa nhau.
Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa chứng tỏ ánh sáng cĩ tính chất sĩng
2. Các cơng thức : Khoảng vân : i = D
a
i: là khoảng cách giữa hai vân sáng ( hoặc 2 vân tối ) liên tiếp nhau ứng dụng đo bước sĩng
a = F1F2 là khoảng cách giữa hai khe
D = OI là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát
là bước sĩng của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm
Hiệu đường đi : d2 – d1 = a x.
D Vị trí vân sáng : d2 – d1 = k xs = k. D a = k.i ( k Z ) * k là bậc của vân .
* Tại O là vân sáng chính giữa hay vân sáng trung tâm ( bậc 0 : k = 0 )
Vị trí vân tối : d2 – d1 = ( k + 2 1 ) xt = ( k + 1 2 ). D a = ( k + 1 2 ).i ( k Z ) 3. Bước sĩng ánh sáng và màu sắc :
--28--
- Mỗi ánh sáng đơn sắc cĩ một tần số xác định hoặc một bước sĩng ( trong chân khơng ) xác định. - Ánh sáng nhìn thấy cĩ bước sĩng từ 380 nm đến 760 nm ( 0,38 m đến 0,76 m )
- Chiết suất của mơi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số (và bước sĩng của ánh sáng). Ánh sáng cĩ bước sĩng càng dài thì chiết suất của mơi trường với ánh sáng đĩ càng nhỏ.
III. CÁC LOẠI QUANG PHỔ
1. Máy quang phổ lăng kính :
- Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc
- Cấu tạo : Cĩ 3 bộ phận chính :
+ Ống chuẩn trực : đểtạo ra chùm tia song song, gồm khe F đặt tại tiêu diện của thấu kính hội tụ L1. + Hệ tán sắc : để tán sắc ánh sáng, gồm một hoặc nhiều lăng kính
+ Buồng tối : để thu ảnh quang phổ ( các ảnh thật của khe F ), gồm tấm phim K đặt tại tiêu diện của thấu kính hội tụ L2.
2. Quang phổ phát xạ :
- Quang phổ phát xạ của một chất là quang phổ của ánh sáng do chất đĩ phát ra khi được nung nĩng đến nhiệt độ cao.
- Quang phổ phát xạ được chia làm hai loại là quang phổ liên tục và quang phổ vạch.
- Quang phổ liên tục ( dãy màu nối liền nhau một cách liên tục ) do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí cĩ áp suất lớn bị nung nĩng phát ra
- Quang phổ liên tục khơng phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng, chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn.
- Quang phổ vạch ( những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối ) do các chất ở áp suất thấp bị kích động bằng nhiệt hay bằng điện phát ra.
- Quang phổ vạch của mỗi nguyên tố thì đặc trưng cho nguyên tố đĩ
3. Quang phổ hấp thụ :là một hệ thống gồm những vạch tối hay đám vạch tối hiện trên nền quang phổ liên tục. Quang phổ hấp thụ của các chất khí chứa các vạch hấp thụ và đặc trưng cho chất khí đĩ. Quang phổ hấp thụ của các chất lỏng và chất rắn lại chứa các đám vạch
IV. TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
1. Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại : tia hồng ngoại và tử ngoại là những bức xạ mà mắt khơng nhìn thấy, nhưng phát hiện nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang
2. Bản chất và tính chất chung : Tia hồng ngoại và tia tử ngoại - Cĩ cùng bản chất với ánh sáng ( bản chất là sĩng điện từ )
- Tuân theo các định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, gây ra được hiện giao thoa, nhiễu xạ
3. Tia hồng ngoại :
- Định nghĩa : Tia hồng ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy được, cĩ bản chất là sĩng điện từ, ở ngồi vùng màu đỏ ( cĩ bước sĩng lớn hơn bước sĩng của ánh sáng đỏ : > 0,76 m )
- Cách tạo ra : Vật cĩ nhiệt độ cao hơn mơi trường thì phát ra tia hồng ngoại ra mơi trường xung quanh. Nguồn hồng ngoại thơng dụng là bĩng đèn dây tĩc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại…
--29--
- Tính chất và cơng dụng :
+ Tính chất nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt, ứng dụng để sưởi ấm, sấy khơ … + Tác dụng hĩa học, ứng dụng vào việc chế tạo phim ảnh hồng ngoại để chụp ảnh ban đêm, thiên thể …
- Tia hồng ngoại cĩ thể biến điệu được, ứng dụng để làm các bộ phận điều khiển từ xa…
- Tia hồng ngoại ứng dụng rất nhiều trong quân sự : ống dịm hồng ngoại và camêra hồng ngoại để quan sát, quay phim, chụp ảnh ban đêm ; Tên lửa tự động tìm mục tiêu phát tia hồng ngoại…
4. Tia tử ngoại
- Định nghĩa : Tia tử ngoại là những bức xạ khơng nhìn thấy được, cĩ bản chất là sĩng điện từ, ở ngồi vùng màu tím ( cĩ bước sĩng nhỏ hơn bước sĩng của ánh sáng tím : < 0,38 m )
- Cách tạo ra : Vật cĩ nhiệt độ từ 0
2000 C trở lên thì phát ra tia tử ngoại. Nguồn phát tia tử ngoại là Mặt Trời, hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân …
- Tính chất và cơng dụng:
+ Tác dụng lên phim ảnh
+ Kích thích sự phát quang của một số chất, được ứng dụng trong đèn huỳnh quang, được sử dụng để tìm vết nứt trên bề mặt kim loại …
+ Kích thích nhiều phản ứng hĩa học, ví dụ biến đổi O2 thành O3 ; tổng hợp vitamin D … + Ion hĩa chất khí
+ Gây tác dụng quang điện khi chiếu vào kim loại
+ Tác dụng sinh học : hủy diệt tế bào, diệt khuẩn. Ứng dụng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, tiệt trùng thực phẩm. Tia tử ngoại cịn được ứng dụng chữa bệnh cịi xương…
+ Tia tử ngoại bị thủy tinh, nước … hấp thụ mạnh nhưng cĩ thể truyền qua thạch anh
V. TIA X
1. Phát hiện tia X:
Mỗi khi một chùm tia catơt - tức là một chùm electron cĩ năng lượng lớn - đập vào một vật rắn thì vật đĩ phát ra tia X
2. Cách tạo ra tia X :
Cĩ thểtạo tia X bằng ống Culítgiơlà ống thủy tinh, bên trong là chân khơng, gồm :
- Dây nung FF’: nguồn phát electron - Catốt K : kim loại cĩ dạng chỏm cầu
- Anốt : làm bằng kim loại cĩ nguyên tử lượng lớn, khĩ nĩng chảy
Hiệu điện thế UAK khoảng vài chục ngàn vơn
3. Bản chất, tính chất và cơng dụng của tia X :
- Bản chất của tia X là sĩng điện từ, cĩ bước sĩng vào khoảng từ 11
10− m đến 8 10− m.
- Tính chất và cơng dụng :
+ Tính chất nổi bật là khả năng đâm xuyên: dễ dàng xuyên qua giấy, vải gỗ … ; Xuyên qua tấm nhơm dầy vài cm, nhưng bị chặn bởi tấm chì dầy vài mm. Ứng dụng để dị tìm khuyết tật bên trong
các vật đúc bằng kim loại và trong tinh thể nghiên cứu cấu trúc vật rắn ; Kiểm tra hành lý ở phi trường …
--30--
Tia X cĩ bước sĩng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh nên được gọi là tia X cứng
* Làm đen kính ảnh, được ứng dụng để chụp điện, chiếu điện trong y tế
* Làm phát quang 1 số chất, các chất này được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện * Làm ion hĩa khơng khí, được ứng dụng để đo liều lượng tia X
* Gây tác dụng quang điện khi chiếu vào kim loại
* Tác dụng sinh lí : hủy diệt tế bào, được ứng dụng để chữa bệnh ung thư nơng. => Tia X cĩ đủ các tính chất của tia tử ngoại
4. Thang sĩng điện từ :
Sĩng vơ tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều cĩ cùng bản chất là sĩng điện từ, chỉ khác nhau về tần số nên cĩ tính chất, tác dụng khác nhau và nguồn phát, cách thu chúng cũng khác nhau
--31--
CHƯƠNG VI. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG