Hiện tượng giao thoa ánhsáng (chỉ xét giao thoa ánhsáng trong thí nghiệm Iâng).

C ủa một chất điểm r mv , ( 

2. Hiện tượng giao thoa ánhsáng (chỉ xét giao thoa ánhsáng trong thí nghiệm Iâng).

* Đ/n: Là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp trong không gian trong đó xuất hiện những

vạch sáng và những vạch tối xen kẽ nhau.

Các vạch sáng (vân sáng) và các vạch tối (vân tối) gọi là vân giao thoa. * Hiệu đường đi của ánh sáng (hiệu quang trình)

d d2 d1 ax D

   

Trong đó: a = S1S2 là khoảng cách giữa hai khe sáng

D = OI là khoảng cách từ hai khe sáng S1, S2 đến màn quan sát

S1M = d1; S2M = d2

x = OM là (toạ độ) khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm

M ta xét

* Vị trí (toạ độ) vân sáng: d = k x k D,k Z a



 

k = 0: Vân sáng trung tâm, vân chính giữa hay còn gọi vân số 0

k = 1: Vân sáng bậc (thứ) 1

k = 2: Vân sáng bậc (thứ) 2

* Vị trí (toạ độ) vân tối: d = (2k + 1)/2  (2 1) . , 2. D x k k Z a    

* Khoảng vân i: Là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vân tối liên tiếp: i D a





* Nếu thí nghiệm được tiến hành trong môi trường trong suốt có chiết suất n thì bước sóng và khoảng vân:

n n n D i i n a n       

* Khi nguồn sáng S di chuyển theo phương song song với S1S2 thì hệ vân di chuyển ngược chiều và khoảng vân i vẫn không đổi.

Độ dời của hệ vân là: 0

1

D

x d

D



Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn

D1 là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe d là độ dịch chuyển của nguồn 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: x0 (n 1)eD a

 

* Xác định số vân sáng, vân tối trong vùng giao thoa (trường giao thoa) có bề rộng L (đối xứng qua vân

trung tâm) + Số vân sáng (là số lẻ): 2 1 2 S L N i           + Số vân tối (là số chẵn): 2 0,5 2 t L N i          

Trong đó [x] là phần nguyên lớn nhất của x. Ví dụ: [6] = 6; [5,05] = 5; [7,99] = 7 * Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x1, x2 (giả sử x1 < x2)

S1 D D S2 d1 d2 I O x M a Với Da

+ Vân sáng: x1 < ki < x2 + Vân tối: x1 < (k+0,5)i < x2

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 x1 và x2 cùng dấu.

M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu.

* 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: i L n



+ Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì:

0,5 L i n  

* Sự trùng nhau của các bức xạ 1, 2 ... (khoảng vân tương ứng là i1, i2 ...) + Trùng nhau của vân sáng: xs = k1i1 = k2i2 = ...  k11 = k22 = ...

+ Trùng nhau của vân tối: xt = (k1 + 0,5)i1 = (k2 + 0,5)i2 = ...  (k1 + 0,5)1 = (k2 + 0,5)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.

* Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4 m  0,76 m) - Bề rộng quang phổ bậc k: x k D( đ t)

a  

   với đ và 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: x k D ax , k Z

a kD

 

   

Với 0,4 m  0,76 m  các giá trị của k  + Vân tối: ( 0,5) ax , k Z ( 0,5) D x k a k D        

Với 0,4 m  0,76 m  các giá trị của k 

- 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       ax [k đ ( 0, 5) ] M t D x k a  

    Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm.

ax [k đ ( 0, 5) ]

M t

D

x k

a  

    Khi vân sáng và vân tối nằm cùng phía đối với vân trung tâm.

Máy Quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau .

Máy có ba bộ phận chính :

*ống trực chuẩn là bộ phận tạo ra chùm sáng song song (I)

* Hệ tán sắc là bộ phận có tác dụng làm tán sắc ánh sáng (1 hoặc 2 lăng kính ) (II)

*Buồng ảnh là bộ phận dùng để hội tụ các chùm sáng đơn sắc khác

nhau thành các vạch riêng rẽ tách rời nhau phục vụ cho việc quan sát

hoặc chụp ảnh quang phổ (III)

Quang phổ liên tục : gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím , nối liền nhau một cách liên tục . Nó được

phát ra do các vật rắn lỏng hoặc khí có tỉ khối lớn khi bị nung nóng ở nhiệt độ cao (khoảng 5000C thì phát ánh sáng đổ yếu, từ 2500K trở lên sẽ cho được quang phổ có dải màu từ đỏ đến tím).Nó không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng .

F L1 L1 L2 K P I II III

- + F F F’ K A Nước làm nguội Tia X chïm electron ống cu lít giơ

Quang phổ vạch phát xạ :Gồm các vạch màu riêng lẻ , ngăn cách nhau bằng những khoảng tối

.(Do khí hay hơi bị kích thích phát ra )

Quang phổ hấp thụ của chất khí hay hơi là hệ thống các vạch tối xuất hiện trên nền của quang

phổ liên tục do khi ánh sáng trắng có một số thành phần đơn sắc đã bị hấp thụ vì truyền qua chất khí hay hơi (hơi kim loại ).(Lưu ý : nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ

phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục thì mới thu dược quang phổ hấp

thụ )

Sự đảo vạch quang phổ : Khi đang có quang phổ hấp thụ nếu ta cắt nguồn ánh sáng trắng thì những vùng sáng sẽ trở nên tối còn những vạch tối sẽ trở nên sáng .Tức lúc đó ta sẽ có quang phổ phát xạ

của đám khí hay hơi Hiện tượng đó gọi là Sự đảo vạch quang phổ .ở một nhiệt độ nhất định , một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó .

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 cứa quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ .{cách này nhanh,chính xác (có thể phát hiện được một nồng độ rất nhỏ thường vào cỡ 0,0020

0 của chất trong mẫu , tiến hành được từ xa }.

Quang phổ phát xạ và quang phổ hấp thụ của các nguyên tố khác

nhau thì khác nhau ,chúng đặc trưng cho nguyên tố .

Tia hồng ngoại là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn 0,76m đến khoảng vài mm.

Nguồn phát :tất cả mọi vật đều phát ra tia hồng ngoại ( dù ở nhiệt độ thấp ).

Tính chất nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt .tia hồng ngoại còn có khả năng gây ra

một số phản ứng hóa học , tác dụng lên một số loại phim ảnh , gây ra hiện tượng quang điện trong , nó

cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần .

ứng dụng :sưởi ấm ,chụp ảnh ,quay phim,điều khiển từ xa , nhìn ban đêm ....v..v....

Tia tử ngoại là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38m đến cỡ 10-9 m. Nguồn phát tia tư ngoại là các vật có nhiệt độ >20000C hoặc đèn hơi thủy ngân.

Tính chất :Tác dụng mạnh lên phim ảnh ,Ion hóa không khí và nhiều chất khác .kích thích sự phát

quang nhiều chất ,gây phản ứng quang hóa , hóa học .Bị thủy tinh ,nước ,... hấp thụ mạnh (Thạch anh hầu như không hấp thụ tia tử ngoại có 0,18m;0, 4m) . Có tác dụng sinh lí (diệt tế bào da ,diệt khuẩn

,diệt nấm mốc , hại mắt ....).Có thể gây ra hiện tượng quang điện.

ứng dụng :Khử trùng , chữa bệnh còi xương , tìm vết nứt

bề mặt kim loại ...

Tia X ( Tia Rơn –ghen): là bức xạ có bước sóng có bước sóng từ

10-8 m đến 10-11 m.

Cách tạo ra tia X : Cho cùm tia ca tốt ( chùm electroncó vân tốc lớn ) đập vào miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn.

Tính chất :Có khả năng đâm xuyên khá mạnh , tác dụng

mạnh lên phim ảnh ,làm Ion hóa không khí ,kích thích nhiều chất

phát quang ,gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết các kim loại

,hủy diệt tế bào ....

ứng dụng : chiếu chụp phim ảnh ,tìm khuyết tật trong vật đúc ,nghiên cứu cấu trúc vật rắn ,....

Tia gam ma :Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (< 10-11 m).cũng là phôtôn có năng lượng cao

.

Nguồn phát :xuất hiện trong sự phân rã các chất phóng xạ  hoặc  hoặc các phản ứng hạt nhân

Tính chất :có khả năng đâm xuyên rất mạnh (xuyên qua chì dày cỡ đêximét) , hủy diệt tế bào sống (rất

nguy hiểm cho con người)

Thang sóng điện từ : Sóng vô tuyến điện ,tia hồng ngoại ,ánh sáng nhìn thấy ,tia tử ngoại ,tia X,tia gamma đều là sóng điện từ nhưng có bước sóng khác nhau và tính chất nói chung khác nhau .Sự phân

Thí nghiệm của Heinrich Rudolf Hertz Tế bào quang điện A.s hồ quang Kính lọc sắc

chia đặt tên là dựa vào cách phát ra nó .một số sóng điện từ bước sóng nhất định có thể được phát ra bằng

nhiều cách khác nhau . Nhìn chung nếu bước sóng càng ngắn thì tính đâm xuyên càng mạnh ,dễ tác dụng

lên kính ảnh ,dễ làm phát quang các chất ,dễ làm Ion hóa chất khí (Tính hạt thể hiện càng rõ).Bước sóng càng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa ,có thể tạo ra sóng dừng (tính chất sóng thể hiện rõ)

Bảng thang sóng điện từ

Miền sóng điện từ Bước sóng (mét) Tần số (Héc)

Sóng vô tuyến điện 3.104 đến 10-4 104 đến 3.1012

Tia hồng ngoại 10-3 đến 7,6.10-7 3.1011 đến 4.1014

ánh sáng nhìn thấy 7,6.10-7 đến 3,8.10-7 4.1014 đến 8.1014

Tia tử ngoại 3,8.10-7 đến 10-9 8.1014 đến 3.1017

Tia X 10-8 đến 10-11 3.1016 đến 3.1019

Tia gamma Dưới 10-11 Trên 3.1019

LỚP 12 CHƯƠNG VII LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNGHiện tượng quang điện :Là hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra