1. Tán s c ánh sángắ . * S tán s c ánh sángự ắ Tán s c ánh sáng là s phân tách m t chùm sáng ph c t p thành các chùm sáng đ n s c. ắ ự ộ ứ ạ ơ ắ * Ánh sáng đ n s c, ánh sáng tr ngơ ắ ắ
Ánh sáng đ n s c là ánh sáng không b tán s c khi đi qua lăng kính. M i ánh sáng đ n s c có m t màuơ ắ ị ắ ỗ ơ ắ ộ g i là màu đ n s c.ọ ơ ắ
M i màu đ n s c trong m i môi trỗ ơ ắ ỗ ường có m t bộ ước sóng xác đ nh.ị
Khi truy n qua các môi trề ường trong su t khác nhau v n t c c a ánh sáng thay đ i, bố ậ ố ủ ổ ước sóng c a ánhủ sáng thay đ i còn t n s c a ánh sáng thì không thay đ i.ổ ầ ố ủ ổ
Ánh sáng tr ng là t p h p c a vô s ánh sáng đ n s c khác nhau có màu bi n thiên liên t c t đ đ nắ ậ ợ ủ ố ơ ắ ế ụ ừ ỏ ế tím.
D i có màu nh c u v ng (có có vô s màu nh ng đả ư ầ ồ ố ư ược chia thành 7 màu chính là đ , cam, vàng, l c,ỏ ụ lam, chàm, tím) g i là quang ph c a ánh sáng tr ng.ọ ổ ủ ắ
Chi t su t c a các ch t l ng trong su t bi n thiên theo màu s c c a ánh sáng và tăng d n t màu đế ấ ủ ấ ỏ ố ế ắ ủ ầ ừ ỏ đ n màu tím. ế
* ng d ng c a s tán s c ánh sáng Ứ ụ ủ ự ắ
Hi n tệ ượng tán s c ánh sáng đắ ược dùng trong máy quang ph đ phân tích m t chùm sáng đa s c, do cácổ ể ộ ắ v t sáng phát ra, thành các thành ph n đ n s c.ậ ầ ơ ắ
Nhi u hi n tề ệ ượng quang h c trong khí quy n, nh c u v ng ch ng h n x y ra do s tán s c ánh sáng.ọ ể ư ầ ồ ẳ ạ ả ự ắ Đó là vì trước khi t i m t ta, các tia sáng M t Tr i đã b khúc x và ph n x trong các gi t nớ ắ ặ ờ ị ạ ả ạ ọ ước.
Hi n tệ ượng tán s c làm cho nh c a m t v t trong ánh sáng tr ng qua th u kính không r nét mà bắ ả ủ ộ ậ ắ ấ ỏ ị nhòe, l i b vi n màu s c (g i là hi n tạ ị ề ắ ọ ệ ượng s c sai).ắ
2. Nhi u x ánh sáng – Giao thoa ánh sángễ ạ .
* Nhi u x ánh sáng: ể ạ Nhi u x ánh sáng là hi n tễ ạ ệ ượng truy n sai l ch v i s truy n th ng c a ánh sángề ệ ớ ự ề ẳ ủ khi đi qua l nh ho c g p v t c n. Hi n tỗ ỏ ặ ặ ậ ả ệ ượng nhi u x ánh sáng ch ng t ánh sáng có tính ch t sóng.ễ ạ ứ ỏ ấ
* Hi n tệ ượng giao thoa ánh sáng
Hai chùm sáng k t h p là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng t n s và cùng pha ho c có đ l ch phaế ợ ầ ố ặ ộ ệ không đ i theo th i gian.ổ ờ
Khi hai chùm sáng k t h p g p nhau chúng s giao thoa v i nhau: Nh ng ch 2 sóng g p nhau mà cùngế ợ ặ ẽ ớ ữ ổ ặ pha v i nhau, chúng tăng cớ ường l n nhau t o thành các vân sáng. Nh ng ch hai sóng g p nhau mà ngẫ ạ ữ ổ ặ ược pha v i nhau, chúng tri t tiêu nhau t o thành các vân t i.ớ ệ ạ ố
N u dùng ánh sáng tr ng thì h th ng vân giao thoa c a các ánh sáng đ n s c khác nhau s không trùngế ắ ệ ố ủ ơ ắ ẽ khít v i nhau: chính gi a, vân sáng c a các ánh sáng đ n s c khác nhau n m trùng v i nhau cho m t vânớ ở ữ ủ ơ ắ ằ ớ ộ sáng tr ng g i là vân tr ng chính gi a. hai bên vân tr ng chính gi a, các vân sáng khác c a các sóng ánhắ ọ ắ ữ Ở ắ ữ ủ sáng đ n s c khác nhau không trùng v i nhau n a, chúng n m k sát bên nhau và cho nh ng quang ph cóơ ắ ớ ữ ằ ề ữ ổ màu nh c u v ng.ư ở ầ ồ
Hi n tệ ượng giao thoa ánh sáng là b ng ch ng th c nghi m kh ng đ nh ánh sáng có tính ch t sóng. ằ ứ ự ệ ẵ ị ấ
* V trí vân, kho ng vânị ả + V trí vân sáng: xị s = k a D ; v i k ớ Z. + V trí vân t i: xị ố t = (2k + 1) a D 2 ; v i k ớ Z.
+ Kho ng vân là kho ng cách gi a 2 vân sáng (ho c 2 vân t i) liên ti p: i = ả ả ữ ặ ố ế
a D
. Gi a n vân sáng liên ti pữ ế có (n – 1) kho ng vân.ả
* Bước sóng và màu s c ánh sángắ
+ Ánh sáng đ n s c là ánh sáng có m t bơ ắ ộ ước sóng xác đ nh. Màu ng v i m i bị ứ ớ ỗ ước sóng c a ánh sáng g iủ ọ là màu đ n s c.ơ ắ
+ M i ánh sáng đ n s c mà ta nhìn th y đ u có bọ ơ ắ ấ ề ước sóng trong chân không (ho c không khí) trongặ kho ng t 0,38ả ừ m (ánh sáng tím) đ n 0,76ế m (ánh sáng đ ).ỏ
+ Nh ng màu chính trong quang ph ánh sáng tr ng (đ , cam, vàng, l c, lam, chàm, tím) ng v i t ng vùngữ ổ ắ ỏ ụ ứ ớ ừ có bước sóng lân c n nhau.ậ
B ng màu và bả ước sóng c a ánh sáng trong chân không:ủ
Màu Đỏ Cam Vàng L cụ Lam Chàm Tím
( m) 0,640 0,760 0,590 0,650 0,570 0,600 0,500 0,575 0,450 0,510 0,430 0,460 0,380 0,440
+ Ngoài các màu đ n s c còn có các màu không đ n s c là h n h p c a nhi u màu đ n s c v i nh ng tơ ắ ơ ắ ỗ ợ ủ ề ơ ắ ớ ữ ỉ l khác nhau.ệ
3. Quang phổ.
* Máy quang ph lăng kínhổ
+ Máy quang ph là d ng c phân tích chùm sáng có nhi u thành ph n thành nh ng thành ph n đ n s cổ ụ ụ ề ầ ữ ầ ơ ắ khác nhau.
+ Máy dùng đ nh n bi t các thành ph n c u t o c a m t chùm sáng ph c t p do m t ngu n phát ra.ể ậ ế ầ ấ ạ ủ ộ ứ ạ ộ ồ + Máy quang ph có ba b ph n chính:ổ ộ ậ
ng chu n tr c là b ph n t o ra chùm sáng song song.Ố ẫ ự ộ ậ ạ
H tán s c có tác d ng phân tích chùm tia song song thành nhi u chùm tia đ n s c song song.ệ ắ ụ ề ơ ắ Bu ng nh dùng đ quan sát hay ch p nh quang ph .ồ ả ể ụ ả ổ
+ Nguyên t c ho t đ ng c a máy quang ph lăng kính d a trên hi n tắ ạ ộ ủ ổ ự ệ ượng tán s c ánh sáng.ắ
* Quang ph liên t cổ ụ
+ Quang ph liên t c là m t d i màu liên t c t đ đ n tím.ổ ụ ộ ả ụ ừ ỏ ế
+ Quang ph liên t c do các ch t r n, ch t l ng ho c ch t khí có áp su t l n, phát ra khi b nung nóng.ổ ụ ấ ắ ấ ỏ ặ ấ ấ ớ ị + Quang ph liên t c c a các ch t khác nhau cùng m t nhi t đ thì hoàn toàn gi ng nhau và ch phổ ụ ủ ấ ở ộ ệ ộ ố ỉ ụ thu c vào nhi t đ c a chúng. ộ ệ ộ ủ
* Quang ph v ch phát xổ ạ ạ
+ Quang ph v ch phát x là m t h th ng nh ng v ch sáng riêng l , ngăn cách nhau b i nh ng kho ngổ ạ ạ ộ ệ ố ữ ạ ẻ ở ữ ả t i.ố
+ Quang ph v ch phát x do các ch t khí hay h i áp su t th p phát ra khi b kích thích b ng đi n hayổ ạ ạ ấ ơ ở ấ ấ ị ằ ệ b ng nhi t.ằ ệ
+ Quang ph v ch c a các nguyên t khác nhau thì r t khác nhau v s lổ ạ ủ ố ấ ề ố ượng các v ch, v trí và đ sáng tạ ị ộ ỉ đ i gi a các v ch. M i nguyên t hóa h c có m t quang ph v ch đ c tr ng c a nguyên t đó. Ví d ,ố ữ ạ ỗ ố ọ ộ ổ ạ ặ ư ủ ố ụ trong quang ph v ch phát x c a hiđrô, vùng ánh sáng nhìn th y có b n v ch đ c tr ng là v ch đ ,ổ ạ ạ ủ ở ấ ố ạ ặ ư ạ ỏ v ch lam, v ch chàm và v ch tím.ạ ạ ạ
+ Phân tích quang ph v ch, ta có th xác đ nh s có m t c a các nguyên t và c hàm lổ ạ ể ị ự ặ ủ ố ả ượng c a chúngủ trong m u v t.ẫ ậ
* Quang ph h p thổ ấ ụ
+ Quang ph h p th là các v ch hay đám v ch t i trên n n c a m t quang ph liên t c. ổ ấ ụ ạ ạ ố ề ủ ộ ổ ụ
+ Quang ph h p th c a ch t l ng và ch t r n ch a các đám v ch, m i đám g m nhi u v ch h p thổ ấ ụ ủ ấ ỏ ấ ắ ứ ạ ỗ ồ ề ạ ấ ụ n i ti p nhau m t cách liên t c.ố ế ộ ụ
+ Quang ph h p th c a ch t khí ch ch a các v ch h p th và là đ c tr ng cho ch t khí đó.ổ ấ ụ ủ ấ ỉ ứ ạ ấ ụ ặ ư ấ
4. Tia h ng ngo i – Tia t ngo iồ ạ ử ạ. * Phát hi n tia h ng ngo i và t ngo iệ ồ ạ ử ạ
ngoài quang ph ánh sáng nhìn th y đ c, c hai đ u đ và tím, còn có nh ng b c x mà m t
Ở ổ ấ ượ ở ả ầ ỏ ữ ứ ạ ắ
không nhìn th y, nh ng nh m i hàn c a c p nhi t đi n và b t hu nh quang mà ta phát hi n đấ ư ờ ố ủ ặ ệ ệ ộ ỳ ệ ược. Các b c x đó g i là tia h ng ngo i và tia t ngo i.ứ ạ ọ ồ ạ ử ạ
Tia h ng ngo i và tia t ngo i có cùng b n ch t v i ánh sáng.ồ ạ ử ạ ả ấ ớ
Tia h ng ngo i và tia t ngo i cũng tuân theo các đ nh lu t: truy n th ng, ph n x , khúc x , và cũngồ ạ ử ạ ị ậ ề ẳ ả ạ ạ gây được hi n tệ ượng nhi u x , giao thoa nh ánh sáng thông thễ ạ ư ường.
* Tia h ng ngo iồ ạ
+ Các b c x không nhìn th y có bứ ạ ấ ước sóng dài h n 0,76ơ m đ n kho ng vài milimét đế ả ược g i là tia h ngọ ồ ngo i. ạ
+ M i v t có nhi t đ cao h n nhi t đ môi trọ ậ ệ ộ ơ ệ ộ ường đ u phát ra tia h ng ngo i. Ngu n phát tia h ng ngo iề ồ ạ ồ ồ ạ thông d ng là lò than, lò đi n, đèn đi n dây tóc.ụ ệ ệ
Tính ch t n i b t nh t c a tia h ng ngo i là tác d ng nhi t: v t h p th tia h ng ngo i s nóng lên.ấ ổ ậ ấ ủ ồ ạ ụ ệ ậ ấ ụ ồ ạ ẽ Tia h ng ngo i có kh năng gây ra m t s ph n ng hóa h c, có th tác d ng lên m t s lo i phim nh,ồ ạ ả ộ ố ả ứ ọ ể ụ ộ ố ạ ả nh lo i phim h ng ngo i dùng ch p nh ban đêm.ư ạ ồ ạ ụ ả
Tia h ng ngo i có th đi u bi n đồ ạ ể ề ế ược nh sóng đi n t cao t n.ư ệ ừ ầ
+ ng d ng:Ứ ụ
Tia h ng ngo i dùng đ s y khô, sồ ạ ể ấ ưở ấi m.
S d ng tia h ng ngo i đ ch p nh b m t Trái Đ t t v tinh.ử ụ ồ ạ ể ụ ả ề ặ ấ ừ ệ
Tia h ng ngo i đồ ạ ược dùng trong các b đi u khi n t xa đ đi u khi n ho t đ ng c a tivi, thi t b nghe,ộ ề ể ừ ể ề ể ạ ộ ủ ế ị nhìn, …
Tia h ng ngo i có nhi u ng d ng đa d ng trong lĩnh v c quân s : Tên l a t đ ng tìm m c tiêu d aồ ạ ề ứ ụ ạ ự ự ử ự ộ ụ ự vào tia h ng ngo i do m c tiêu phát ra; camera h ng ngo i dùng đ ch p nh, quay phim ban đêm; ngồ ạ ụ ồ ạ ể ụ ả ố nhòm h ng ngo i đ quan sát ban đêm.ồ ạ ể
* Tia t ngo iử ạ
+ Các b c x không nhìn th y có bứ ạ ấ ước sóng ng n h n 0,38 ắ ơ m đ n c vài nanômét đế ở ược g i là tia tọ ử ngo i.ạ
+ Ngu n phát: Nh ng v t đồ ữ ậ ược nung nóng đ n nhi t đ cao (trên 2000ế ệ ộ 0C) đ u phát tia t ngo i. Ngu nề ử ạ ồ phát tia t ngo i ph bi n h n c là đèn h i th y ngân và h quang đi n. ử ạ ổ ế ơ ả ơ ủ ồ ệ
+ Tính ch t:ấ
Tác d ng m nh lên phim nh, làm ion hóa không khí và nhi u ch t khí khác.ụ ạ ả ề ấ
Kích thích s phát quang c a nhi u ch t, có th gây m t s ph n ng quang hóa và ph n ng hóa h c.ự ủ ề ấ ể ộ ố ả ứ ả ứ ọ Có m t s tác d ng sinh lí: h y di t t bào da, làm da rám n ng, làm h i m t, di t khu n, di t n m m c,ộ ố ụ ủ ệ ế ắ ạ ắ ệ ẩ ệ ấ ố …
Có th gây ra hi n tể ệ ượng quang đi n.ệ
B nị ước, th y tinh… h p th r t m nh nh ng l i có th truy n qua đủ ấ ụ ấ ạ ư ạ ể ề ược th ch anh.ạ + S h p th tia t ngo i:ự ấ ụ ử ạ
Th y tinh h p th m nh các tia t ngo i. Th ch anh, nủ ấ ụ ạ ử ạ ạ ước và không khí đ u trong su t v i các tia cóề ố ớ bước sóng trên 200 nm, và h p th m nh các tia có bấ ụ ạ ước sóng ng n h n.ắ ơ
T ng ôzôn h p th h u h t các tia có bầ ấ ụ ầ ế ước sóng dưới 300 nm và là “t m áo giáp” b o v cho ngấ ả ệ ười và sinh v t trên m t đ t kh i tác d ng h y di t c a các tia t ngo i c a M t Tr i.ậ ặ ấ ỏ ụ ủ ệ ủ ử ạ ủ ặ ờ
+ ng d ng: ThỨ ụ ường dùng đ kh trùng nể ử ước, th c ph m và d ng c y t , dùng ch a b nh (nh b nhự ẩ ụ ụ ế ữ ệ ư ệ còi xương), đ tìm v t n t trên b m t kim lo i, …ể ế ứ ề ặ ạ
5. Tia X – Thang sóng đi n tệ ừ.
* Tia X: Tia X là nh ng sóng đi n t có bữ ệ ừ ước sóng t 10ừ 11 m đ n 10ế 8 m.
* Cách t o ra tia X: ạ Cho m t chùm tia catôt – t c là m t chùm electron có năng lộ ứ ộ ượng l n – đ p vào m tớ ậ ộ v t r n thì v t đó phát ra tia X.ậ ắ ậ
Có th dùng ng R nghen ho c ng Culítd đ t o ra tia X.ể ố ơ ặ ố ơ ể ạ
* Tính ch t c a tia X: ấ ủ
+ Tính ch t đáng chú ý c a tia X là kh năng đâm xuyên. Tia X xuyên qua đấ ủ ả ược gi y, v i, g , th m chí cấ ả ổ ậ ả kim lo i n a. Tia X d dàng đi xuyên qua t m nhôm dày vài cm, nh ng l i b l p chì vài mm ch n l i. Doạ ữ ễ ấ ư ạ ị ớ ặ ạ đó người ta thường dùng chì đ làm các màn ch n tia X. Tia X có bể ắ ước sóng càng ng n thì kh năng đâmắ ả xuyên càng l n; ta nói nó càng c ng.ớ ứ
+ Tia X có tác d ng m nh lên phim nh, làm ion hóa không khí.ụ ạ ả + Tia X có tác d ng làm phát quang nhi u ch t.ụ ề ấ
+ Tia X có th gây ra hi n tể ệ ượng quang đi n h u h t kim lo i.ệ ở ầ ế ạ + Tia X có tác d ng sinh lí m nh: h y di t t bào, di t vi khu n, …ụ ạ ủ ệ ế ệ ẩ
* Công d ng c a tia X:ụ ủ
Tia X được s d ng nhi u nh t đ chi u đi n, ch p đi n, đ ch n đoán ho c tìm ch xử ụ ề ấ ể ế ệ ụ ệ ể ẩ ặ ổ ương gãy, m nh kim lo i trong ngả ạ ười…, đ ch a b nh (ch a ung th ). Nó còn để ữ ệ ữ ư ược dùng trong công nghi p đệ ể ki m tra ch t lể ấ ượng các v t đúc, tìm các v t n t, các b t khí bên trong các v t b ng kim lo i; đ ki m traậ ế ứ ọ ậ ằ ạ ể ể hành lí c a hành khách đi máy bay, nghiên c u c u trúc v t r n...ủ ứ ấ ậ ắ
* Thang sóng đi n t :ệ ừ
+ Sóng vô tuy n, tia h ng ngo i, ánh sáng nhìn th y, tia t ngo i, tia R nghen, tia gamma là sóng đi n t .ế ồ ạ ấ ử ạ ơ ệ ừ Các lo i sóng đi n t đó đạ ệ ừ ượ ạc t o ra b i nh ng cách r t khác nhau, nh ng v b n ch t thì thì chúng cũngở ữ ấ ư ề ả ấ ch là m t và gi a chúng không có m t ranh gi i nào r r t.ỉ ộ ữ ộ ớ ỏ ệ
Tuy v y, vì có t n s và bậ ầ ố ước sóng khác nhau, nên các sóng đi n t có nh ng tính ch t r t khác nhau (cóệ ừ ữ ấ ấ th nhìn th y ho c không nhìn th y, có kh năng đâm xuyên khác nhau, cách phát khác nhau). Các tia cóể ấ ặ ấ ả bước sóng càng ng n (tia X, tia gamma) có tính ch t đâm xuyên càng m nh, d tác d ng lên kính nh, dắ ấ ạ ễ ụ ả ễ
làm phát quang các ch t và d ion hóa không khí. Trong khi đó, v i các tia có bấ ễ ớ ước sóng dài ta d quan sátễ hi n tệ ượng giao thoa.
+ Người ta s p x p và phân lo i sóng đi n t theo th t bắ ế ạ ệ ừ ứ ự ước sóng gi m d n, hay theo th t t n s tăngả ầ ứ ự ầ ố d n, g i là thang sóng đi n t .ầ ọ ệ ừ
B. CÁC D NG BÀI T PẠ Ậ
1. S tán s c ánh sáng ự ắ . * Ki n th c liên quan:ế ứ
Tán s c ánh sáng là hi n tắ ệ ượng m t chùm ánh sáng ph c t p b phân tích thành các chùm ánh sáng đ n s c.ộ ứ ạ ị ơ ắ Nguyên nhân c a hi n tủ ệ ượng tán s c là do chi t su t c a môi trắ ế ấ ủ ường bi n thiên theo màu s c ánh sáng, vàế ắ tăng d n t màu đ đ n màu tím.ầ ừ ỏ ế
Bước sóng ánh sáng trong chân không: = cf ; v i c = 3.10ớ 8 m/s. Bước sóng ánh sáng trong môi trường: ’ = vf nfc n.
Khi truy n t môi trề ừ ường trong su t này sang môi trố ường trong su t khác v n t c truy n c a ánh sáng thayố ậ ố ề ủ đ i, bổ ước sóng c a ánh sáng thay đ i nh ng t n s (chu kì, t n s góc) c a ánh sáng không thay đ i.ủ ổ ư ầ ố ầ ố ủ ổ
Trong m t s trộ ố ường h p, ta c n gi i các bài toán liên quan đ n các công th c c a lăng kính:ợ ầ ả ế ứ ủ
+ Công th c chung: siniứ 1 = nsinr1; sini2 = nsinr2; A = r1 + r2; D = i2 + i2 A. Khi i1 = i2 (r1 = r2) thì D = Dmin v iớ sin min 2 D +A = nsin 2 A
+ Trường h p góc chi t quang A và góc t i iợ ế ớ 1 đ u nh (≤ 100), ta có các công th c g n đúng: iề ỏ ứ ầ 1 = nr1; i2 = nr2; A = r1 + r2; D = A(n – 1); Dmin = A(n – 1).
Trong m t s trộ ố ường h p khác, ta c n gi i m t s bài toán liên quan đ n đ nh lu t ph n x : i = i’, đ nhợ ầ ả ộ ố ế ị ậ ả ạ ị lu t khúc x : nậ ạ 1sini1 = n2sini2.
* Bài t p minh h a:ậ ọ
1. Bước sóng c a ánh sáng đ trong không khí là 0,64 ủ ỏ m. Tính bước sóng c a ánh sáng đó trong nủ ước bi tế chi t su t c a nế ấ ủ ước đ i v i ánh sáng đ là ố ớ ỏ 4
3.
2. M t chùm ánh sáng h p, đ n s c có bộ ẹ ơ ắ ước sóng trong chân không là = 0,60 m. Xác đ nh chu kì, t n sị ầ ố c a ánh sáng đó. Tính t c đ và bủ ố ộ ước sóng c a ánh sáng đó khi truy n trong th y tinh có chi t su t n = 1,5.ủ ề ủ ế ấ 3. M t ánh sáng đ n s c có bộ ơ ắ ước sóng c a nó trong không khí là 0,6 ủ m và trong ch t l ng trong su t làấ ỏ ố 0,4 m. Tính chi t su t c a ch t l ng đ i v i ánh sáng đó.ế ấ ủ ấ ỏ ố ớ
4. M t lăng kính có góc chi t quang là 60ộ ế 0. Bi t chi t su t c a lăng kính đ i v i ánh sáng đ là 1,5. Chi uế ế ấ ủ ố ớ ỏ ế tia sáng màu đ vào m t bên c a lăng kính v i góc t i 60ỏ ặ ủ ớ ớ 0. Tính góc l ch c a tia ló so v i tia t i.ệ ủ ớ ớ
5. M t lăng kính th y tinh có góc chi t quang A = 60ộ ủ ế 0, có chi t su t đ i v i tia đ là 1,514; đ i v i tia tímế ấ ố ớ ỏ ố ớ là 1,532. Tính góc l ch c c ti u c a hai tia này.ệ ự ể ủ
6. M t lăng kính th y tinh có góc chi t quang A = 4ộ ủ ế 0, đ t trong không khí. Chi t su t c a lăng kính đ i v iặ ế ấ ủ ố ớ ánh sáng đ và tím l n lỏ ầ ượt là 1,643 và 1,685. Chi u m t chùm tia sáng song song, h p g m hai b c x đế ộ ẹ ồ ứ ạ ỏ và tím vào m t bên c a lăng kính theo phặ ủ ương vuông góc v i m t này. Tính góc t o b i tia đ và tia tímớ ặ ạ ở ỏ sau khi ló ra kh i m t bên kia c a lăng kính.ỏ ặ ủ
7. Chi u m t tia sáng đ n s c màu vàng t không khí ế ộ ơ ắ ừ (chi t su t coi nh b ng 1 đ i v i m i ánh sáng) vàoế ấ ư ằ ố ớ ọ m t ph ng phân cách c a m t kh i ch t r n trong su t v i góc t i 60ặ ẵ ủ ộ ố ấ ắ ố ớ ớ 0 thì th y tia ph n x tr l i khôngấ ả ạ ở ạ khí vuông góc v i tia khúc x đi vào kh i ch t r n. Tính chi t su t c a ch t r n trong su t đó đ i v i ánhớ ạ ố ấ ắ ế ấ ủ ấ ắ ố ố ớ sáng màu vàng.
8. Chi u m t tia sáng g m hai thành ph n đ và tím t không khí (chi t su t coi nh b ng 1 đ i v i m iế ộ ồ ầ ỏ ừ ế ấ ư ằ ố ớ ọ ánh sáng) vào m t ph ng c a m t kh i th y tinh v i góc t i 60ặ ẵ ủ ộ ố ủ ớ ớ 0. Bi t chi t su t c a th y tinh đ i v i ánhế ế ấ ủ ủ ố ớ sáng đ là 1,51; đ i v i ánh sáng tím là 1,56. Tính góc l ch c a hai tia khúc x trong th y tinh.ỏ ố ớ ệ ủ ạ ủ
* Hướng d n gi i và đáp s :ẫ ả ố
1. Ta có: ’ = vf nfc n = 0,48 m. 2. Ta có: f = c = 5.1014 Hz; T = 1f = 2.1015 s; v = n c = 2.108 m/s; ’ = vf = n = 0,4 m. 3. Ta có: ’ = n n = ' λ λ = 1,5. 4. Ta có: sinr1 = sini1
i2 = 38,80 D = i2 + i2 – A = 38,80. 5. V i tia đ : ớ ỏ sin 2 min A Dd = ndsin 2 A = sin49,20 2 min A Dd = 49,20 Ddmin = 2.49,20 – A = 38,40 = 38024’. V i tia tím: ớ sin 2 min A Dt = ntsin 2 A = sin500 2 min A Dt = 500 Dtmin = 2.500 – A = 400.
6. V i A và iớ 1 nh (ỏ 100) ta có: D = (n – 1)A. Do đó: Dd = (nd = 1)A; Dt = (nt – 1)A. Góc t o b i tia ló đạ ở ỏ và tia ló tím là: D = Dt – Dd = (nt – nd)A = 0,1680 10’.
7. Ta có: sini = nsinr = nsin(900 – i’) = nsin(900 – i) = ncosi n = tani = 3 . 8. Ta có: sinrd = sin
d
i
n = 0,574 = sin350; sinrt = sin
t
i
n = 0,555 = sin33,70 r = rd – rt = 1,30.
2. Giao thoa v i ánh sáng đ n s cớ ơ ắ . * Các công th c:ứ
V trí vân sáng, vân t i, kho ng vân: ị ố ả xs = k a D ; xt = (2k + 1) a D 2 ; i = a D ; v i k ớ Z.
N u kho ng vân trong không khí là i thì trong môi trế ả ường có chi t su t n s có kho ng vân là i’ = ế ấ ẽ ả
n i
. Gi a n vân sáng (ho c vân t i) liên ti p là (n – 1) kho ng vân.ữ ặ ố ế ả
* Phương pháp gi i:ả
+ Đ tìm các đ i lể ạ ượng trong thí nghi m giao thoa v i ánh sáng đ n s c ệ ớ ơ ắ ta vi t bi u th c liên quan đ nế ể ứ ế các đ i lạ ượng đã bi t và đ i lế ạ ượng c n tìm t đó suy ra và tính đ i lầ ừ ạ ượng c n tìm.ầ
+ Đ xác đ nh xem t i m t đi m M nào đó trên vùng giao thoa có vân sáng (b c m y) hay vân t i ta tínhể ị ạ ộ ể ậ ấ ố kho ng vân i r i l p t s : ả ồ ậ ỉ ố
i OM i xM đ k t lu n:ể ế ậ T i M có vân sáng khi: ạ i OM i xM = k, đó là vân sáng b c k.ậ T i M có vân t i khi: ạ ố i xM = (2k + 1) 2 1 .
+ Đ xác đ nh s vân sáng t i trong mi n giao thoa có b r ng L ta l p t s N = ể ị ố ố ề ề ộ ậ ỉ ố
i L
2 đ rút ra k t lu n:ể ế ậ S vân sáng: Nố s = 2N + 1; v i N ớ Z.
S vân t i: Nố ố t = 2N n u ph n th p phân c a N < 0,5; Nế ầ ậ ủ t = 2N + 2 n u ph n th p phân c a N > 0,5.ế ầ ậ ủ
* Bài t p minh h a:ậ ọ
1. Trong thí nghi m c a Young v giao thoa ánh sáng, hai khe Sệ ủ ề 1 và S2 được chi u b ng ánh sáng đ n s cế ằ ơ ắ có bước sóng . Kho ng cách gi a hai khe là 0,8 mm, kho ng cách t hai khe đ n màn là 2 m. Ngả ữ ả ừ ế ười ta đo được kho ng cách gi a 6 vân sáng liên ti p trên màn là 6 mm. Tính bả ữ ế ước sóng c a ánh sáng dùng trong thíủ nghi m và kho ng cách t vân sáng b c 3 đ n vân sáng b c 8 cùng phía v i nhau so v i vân sáng chínhệ ả ừ ậ ế ậ ở ớ ớ gi a.ữ
2. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, kho ng cách gi a hai khe là 1 mm, kho ng cách t haiệ ề ả ữ ả ừ khe đ n màn là 3 m. Dùng ánh sáng đ n s c có bế ơ ắ ước sóng chi u vào hai khe thì ngế ười ta đo được kho ngả cách t vân sáng trung tâm t i vân sáng th t là 6 mm. Xác đ nh bừ ớ ứ ư ị ước sóng và v trí vân sáng th 6.ị ứ 3. Trong thí nghi m c a Young v giao thoa ánh sáng, hai khe Sệ ủ ề 1 và S2 được chi u b ng ánh sáng đ n s cế ằ ơ ắ có bước sóng = 0,4 m. Kho ng cách gi a hai khe là 0,4 mm, kho ng cách t hai khe đ n màn là 2 m.ả ữ ả ừ ế Xác đ nh kho ng cách gi a 9 vân sáng liên ti p và kho ng cách t vân sáng 4 đ n vân sáng 8 khác phíaị ả ữ ế ả ừ ế ở nhau so v i vân sáng chính gi a.ớ ữ
4. Trong thí nghi m c a Young v giao thoa ánh sáng, hai khe Sệ ủ ề 1 và S2 được chi u b ng ánh sáng đ n s cế ằ ơ ắ có bước sóng = 0,5 m. Kho ng cách gi a hai khe là 0,8 mm. Ngả ữ ười ta đo được kho ng cách gi a 5 vânả ữ sáng liên ti p trên màn là 4 mm. Tính kho ng cách tế ả ừ hai khe đ n màn và cho bi tế ế t i 2 đi m C và E trênạ ể màn, cùng phía v i nhau so v i vân sáng trung tâm và cách vân sáng trung tâm l n lớ ớ ầ ượt là 2,5 mm và 15 mm là vân sáng hay vân t i? T C đ n E có bao nhiêu vân sáng?ố ừ ế
5. Trong thí nghi m c a Young v giao thoa ánh sáng, hai khe Sệ ủ ề 1 và S2 được chi u b ng ánh sáng đ n s cế ằ ơ ắ có bước sóng . Kho ng cách gi a hai khe là 0,8 mm, kho ng cách t hai khe đ n màn là 2 m. Ngả ữ ả ừ ế ười ta đo được kho ng cách gi a 6 vân sáng liên ti p trên màn là 6 mm. Xác đ nh bả ữ ế ị ước sóng c a ánh sáng dùngủ trong thí nghi m và cho bi t t i 2 đi m M và N trên màn, khác phía nhau so v i vân sáng trung tâm và cáchệ ế ạ ể ớ vân sáng trung tâm l n lầ ượt là 3 mm và 13,2 mm là vân sáng hay vân t i? N u là vân sáng thì đó là vân sángố ế b c m y? Trong kho ng cách t M đ n N có bao nhiêu vân sáng?ậ ấ ả ừ ế
6. Trong thí nghi m giao thoa ánh sáng v i hai khe Young cách nhau 0,5 mm, ánh sáng có bệ ớ ước sóng 0,5 m, màn nh cách hai khe 2 m. B r ng vùng giao thoa trên màn là 17 mm. Tính s vân sáng, vân t i quanả ề ộ ố ố sát được trên màn.
7. Trong thí nghi m Yâng v giao thoa ánh sáng, hai khe đ c chi u b ng ánh sáng đ n s c có ệ ề ượ ế ằ ơ ắ bước sóng 0,6 μm. Kho ng cách gi a hai khe là 1 mm, kho ng cách t m t ph ng ch a hai khe đ n ả ữ ả ừ ặ ẳ ứ ế màn quan sát là 2,5 m, b r ng mi n giao thoa là 1,25 cm (vân sáng trung tâm chính giề ộ ề ở ữa). Tìm t ng s vân sáng và vân t iổ ố ố có trong mi n ề giao thoa.
8. Trong thí nghi m Young v giao thoa ánh sáng, kho ng cách gi a hai khe là a = 2 mm, kho ng cách tệ ề ả ữ ả ừ hai khe đ n màn quan sát là D = 1,5 m. Ngu n sáng đ n s c có bế ồ ơ ắ ước sóng = 0,6 m. Xét trên kho ngả MN trên màn, v i MO = 5 mm, ON = 10 mm, (O là v trí vân sáng trung tâm). H i trên MN có bao nhiêu vânớ ị ỏ sáng, bao nhiêu vân t i?ố
* Hướng d n gi i và đáp s :ẫ ả ố
1. Ta có: i = 1 6 L = 1,2 mm; = D ai = 0,48.106 m; x8 x3 = 8i – 3i = 5i = 6 mm. 2. Ta có: i = 5 1 L − = 1,5 mm; = D ai = 0,5.106 m; x6 = 6i = 9 mm. 3. Ta có: i = a D = 2 mm; L = (9 – 1)i = 16 mm; x8 + x4 = 8i + 4i = 12i = 24 mm. 4. Ta có: i = 1 5 L = 1 mm; D = ai = 1,6 m; i xC
= 2,5 nên t i C ta có vân t i; ạ ố
i xE
= 15 nên t i N ta có vânạ sáng; t C đ n E có 13 vân sáng k c vân sáng b c 15 t i E.ừ ế ể ả ậ ạ
5. Ta có: i = 1 6 L = 1,2 mm; = D ai = 0,48.106 m; i xM
= 2,5 nên t i M ta có vân t i; ạ ố
i xN
= 11 nên t i N ta cóạ vân sáng b c 11. Trong kho ng t M đ n N có 13 vân sáng không k vân sáng b c 11 t i N.ậ ả ừ ế ể ậ ạ
6. Ta có: i = a D = 2 mm; N = i L
2 = 4,25; quan sát th y 2N + 1 = 9 vân sáng và 2N = 8 vân t i (vì phấ ố ần th pậ phân c a N < 0,5)ủ . 7. Kho ng vân: i = ả a D = 1,5 mm. Ta có: N = i L
2 = 4,17; s vân sáng: Nố s = 2N + 1 = 9; s vân t i: vì ph nố ố ầ th p phân c a N < 0,5 nên: Nậ ủ t = 2N = 8; t ng s vân sáng và vân t i trong mi n giao thoa: Nổ ố ố ề s + Nt = 17. 8. i = a D = 0,45.103 m; i xM = 11,1; t i M có vân sáng b c 11; ạ ậ i xN = 22,2; t i N có vân sáng b c 22; trênạ ậ MN có 34 vân sáng 33 vân t i.ố 3. Các b c x không nhìn th yứ ạ ấ . * Ki n th c liên quan:ế ứ
Tia h ng ngo i: là sóng đi n t có bồ ạ ệ ừ ước sóng l n h n bớ ơ ước sóng c a ánh sáng đ và l n h n bủ ỏ ớ ơ ước sóng c a sóng vô tuy n (0,76 ủ ế m 1 mm).
Tia t ngo i: là sóng đi n t có bử ạ ệ ừ ước sóng l n ng n bớ ắ ước sóng c a ánh sáng tím và dài h n bủ ơ ước sóng c aủ tia R nghen (1 nm ơ 0,38 m).
Tia R nghen: là sóng đi n t có bơ ệ ừ ước sóng l n ng n bớ ắ ước sóng c a tia t ngo i và dài h n bủ ử ạ ơ ước sóng c aủ tia gamma (1011 m 108 m). Trong ng Culitgi : ố ơ 2 1 mv2 max = eU0AK = hfmax = min hc . * Bài t p minh h a:ậ ọ
2. M t ng R nghen phát ra b c x có bộ ố ơ ứ ạ ước sóng ng n nh t là 0,04 nm. Xác đ nh hi u đi n th c c đ iắ ấ ị ệ ệ ế ự ạ gi a hai c c c a ng.ữ ự ủ ố
3. M t ng Culitgi có công su t trung bình 400 W, đi n áp hi u d ng gi a anôt và catôt là 10 kV. Tính:ộ ố ơ ấ ệ ệ ụ ữ a) Cường đ dòng đi n hi u d ng qua ng.ộ ệ ệ ụ ố
b) T c đ c c đ i c a các electron khi t i anôt.ố ộ ự ạ ủ ớ
4. Chùm tia X phát ra t m t ng tia X ( ng Culítgi ) có t n s l n nh t là 6,4.10ừ ộ ố ố ơ ầ ố ớ ấ 18 Hz. B qua đ ng năngỏ ộ các êlectron khi b t ra kh i catôt. Tính hi u đi n th gi a anôt và catôt c a ng tia X.ứ ỏ ệ ệ ế ữ ủ ố
5. Hiêu điên thê gi a hai điên c c cua ông Culitgi (ông tia X) la Ụ ̣ ́ ữ ̣ ự ̉ ́ ́ ơ ́ ̀ AK = 2.104 V, bo qua đông năng ban đâủ ̣ ̀ cua êlectron khi b t ra khoi catôt. Tính tân sô l n nhât cua tia X ma ông co thê phat ra.̉ ứ ̉ ́ ̀ ́ ́ơ ́ ̉ ̀ ́ ́ ̉ ́