☻Bề rộng quang phổ bậc k: ∆
☻Tìm số bức xạ tại vị trí xM:
♣ Tìm số bức xạ cho vân sáng tại M: và
♣ Tìm số bức xạ cho vân tối tại M:
2. GIAO THOA VỚI NHIỀU ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC:
☻Trùng nhau của hai vân sáng
Đề bài: Thực hiện giao thoa Yang với đồng thời hai bức xạ λ1 và λ2. Khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến màn là D, khoảng cách giữa hai khe S1; S2 là a. Hãy cho biết vị trí trùng nhau đầu tiên của hai vân sáng là vân sáng bậc thứ bao nhiêu của của bức xạ 1; bậc thứ bao nhiêu của bức xạ 2.
Hướng dẫn:
♣ Vị trí vân sáng bậc k1 của bức xạ λ1 trùng với vị trí vân sáng bậc k2 của bức xạ λ2: k1 1 k2 2 hay k1
k2
= 2
1
♣ Vị trí vân sáng bậc k1của bức xạ λ1 trùng với vị trí vân tối bậc k2của bức xạ λ2: 1 1 ( 2 1) 2 k k 2
♣ Khoảng cách liên tiếp giữa 2 vân sáng cùng màu vs trung tâm:
Chú ý: Khoảng vân trong không khí là i; trong môi trường có chiết suất n khoảng vân imt i n
☻Trùng nhau của 3 vân sáng
Đề bài: Thực hiện giao thoa Yang với đồng thời ba bức xạ λ1; λ2 và λ3. Khoảng cách từ mặt phẳng S1S2 đến màn là D, khoảng cách giữa hai khe S1; S2 là a. Hãy cho biết vị trí trùng nhau đầu tiên của ba vân sáng là vân sáng bậc thứ bao nhiêu của của bức xạ 1; bậc thứ bao nhiêu của bức xạ 2 và bậc thứ bao nhiêu của bức xạ 3.
Hướng dẫn:
Gọi x là vị trí vân sáng trùng nhau của ba vân sáng được tạo bởi bức xạ λ1; λ2 và λ3. Ta có: x1 = x2 =x3 k11 = k22 = k33
1 3 3 1
1 2 2 1
k k k k
Từ đó lấy bội trung nhỏ nhất của k1. Ta sẽ xác định được các giá trị của k2; k3.
♣ Khoảng cách liên tiếp giữa 2 vân sáng cùng màu vs trung tâm:
GV: Dũ Phùng _ 0935.688869 21
Vấn Đề 3: Quang Phổ
1.Máy quang phổ: 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 quang phổ cấu tạo gồm ba bộ phận
- Bộ phận thứ nhất ℓà ống truẩn trực, ống chuẩn trực ℓà một cái ống một đầu ℓà một thấy kính hội tụ L1, đầy kia ℓà khe hẹp có ℓỗ ánh sáng đi qua nằm tại tiêu điểm vật của
thấu kính hội tụ. có tác dụng tạo ra các chùm sáng song song đến ℓăng kính.
- Lăng kính P: ℓà bộ phận chính của máy quang phổ nhằm tán sắc ánh sáng trắng thành các dải màu biến thiên ℓiên tục từ đỏ đến tím.
- Màn M: hay gọi ℓà buồng ảnh dùng để hứng ảnh quang phổ trên màn
* Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
2. Các ℓoại quang phổ Các ℓoại
quang phổ
Định nghĩa Nguồn phát Đặc điểm Ứng dụng
Quang phổ ℓiên tục
ℓà một dải màu có màu từ đỏ đến tím nối ℓiền nhau một cách ℓiên tục
Do các chất rắn, ℓỏng, khí có áp suất ℓớn phát ra khi bị nụng nóng
Quang phổ ℓiên tục của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì hoàn toàn giống nhau và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của chúng
Dùng để đo nhiệt độ các vật có nhiệt độ cao, ở xa, như các ngôi sao.
Quang phổ vạch phát xạ
ℓà một hệ thống những vạch sáng riêng ℓẻ, ngăn cách nhau bởi nhưng khoảng tối
Quang phổ vạch do chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt hay điện.
Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số ℓượng vạch, về vị trí và độ sáng tỉ đối của các vạch. Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vach đặc trưng.
Dùng để nhận biết, phân tích định ℓượng và định tính thành phần hóa học của các chất Quang
phổ vạch hấp thụ
ℓà những vạch tối nằm trên nền sáng của quang phổ ℓiên tục
Quang phổ vạch do chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện chắn quang phổ liên tục
- Để thu được quang phổ hấp thụ thì điều kiện nhiệt độ của nguồn phải thấp hơn nhiệt độ quang phổ liên tục
- Trong cùng một điều kiện về nhiệt độ, áp suất.
Nguyên tố có phát ra quang phổ phát xạ màu thì hấp thụ màu đó
Dùng để nhận biết, phân tích thành phần hóa học của các chất
☻Hiện tượng đảo vạch quang phổ: Hiện tượng mà vạch sáng của quang phổ phát xạ, trở thành vạch tối của quang phổ hấp thụ hoặc ngược ℓại gọi ℓà hiện tượng đảo vạch quang phổ.
☻Trong quang phổ vạch có sự đảo sắc như sau : mổi nguyên tố hoá học chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng phát xạ , và ngược lại , nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ
3. Phân tích quang phổ :
Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hoá học của một hợp chất , dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất đó phát xạ hoặc hấp thụ .
GV: Dũ Phùng _ 0935.688869 22
Vấn Đề 4 : TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI – TIA X
Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Tia Rơnghen (tia X) a/ Định nghĩa
b/ Nguồn phát
c/ Bản chất và tính chất
e/ Ứng dụng
Là bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng đỏ .
> 0,76m đến vài mm Mọi vật, dù có nhiệt độ thấp đều phát ra tia hồng ngoại .
Lò than , lò sưởi điện , đèn điện dây tóc … là những nguồn phát tia hồng ngoại rất mạnh . - Bản chất là sóng điện từ .
- Tác dụng nhiệt rất mạnh .
- Tác dụng lên kính ảnh, gây ra một số phản ứng hoá học .
- Có thể biến điệu như sóng cao tần .
- Gây ra hiện tượng quang dẫn .
- Sây khô , sưởi ấm . - Sử dụng trong các thiết bị điều khiển từ xa . - Chụp ành bề mặt đất từ vệ tinh .
- Ứng dụng nhiều trong kỹ thuật quân sự . . .
Là bức xạ không nhìn thấy , có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím .
0,001 m << 0,38 m . Các vật bị nung nóng đến nhiệt độ cao (trên
20000C) sẽ phát ra tia tử ngoại . Ở nhiệt độ trên 30000C vật ra tia tử ngoại rất mạnh (như : đen hơi thuỷ ngân , hồ quang . . . - Bản chất là sóng điện từ .
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh .
- Làm ion hoá chất khí . - Làm phát quang một số chất .
- Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh .
- Có tác dụng sinh lí , huỷ diệt tế bào, làm hại mắt . . - Gây ra hện tượng quang điện .
- Khử trùng nước , thực phẩm , dụng cụ y tế . - Chữa bệnh còi xương . - Phát hiện vết nứt trên bề mặt kim loại . . .
Là bức xạ có bước sóng ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại . 1011m << 108 m .
Cho chùm tia catot có vận tốc lớn đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn , từ đó sẽ phát ra tia X.
Thiết bị tạo ra tia X là ống Rơnghen .
- Bản chất là sóng điện từ . - Có khả năng đâm xuyên rất mạnh , bước sóng càng ngắn đâm xuyên càng mạnh.
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh . - Làm ion hoá chất khí . - Làm phát quang một số chất . - Có tác dụng sinh lí mạnh - Gây ra hiện tượng quang điện
- Trong y tế dùng tia X để chiếu điện , chụp điện , chữa bệnh ung thư nông .
- Trong công nghiệp dùng để dò các lỗ khuyết tật trong các sản phẩm đúc .
- Kiểm tra hành lí của hành khách , nghiên cứu cấu trúc vật rắn . .
☻ Thang Sóng Điện Từ :
♣ Sóng vô tuyến , tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại , tia X , tia gamma đều có bản chất là sóng điện từ . Chúng có cách thu , phát khác nhau , có những tính chất rất khác nhau và giữa chúng không có ranh giới rõ rệt .
♣ Những sóng điện từ có bước sóng dài thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa, bước sóng càng ngắn thì tính đâm xuyên càng mạnh .
Ánh sáng nhìn thấy
Tia X Tia HN
Tia γ Tia TN Sóng VT
10-3 m 10-9 m
10-11 m 0,38.10-6 m 0,76.10-6 m
λ f
GV: Dũ Phùng _ 0935.688869 23
Chương 6 : LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG
Vấn Đề 1 :Hiện Tượng Quang Điện
Hiện tượng quang điện ngoài . Hiện tượng quang điện trong.
= hf 0 = hf’ ' '0
e-
I. Năng lượng của photon (lượng tử năng lượng) :
h f h . c
.
Nội dung thuyết lượng tử:
Các nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng phần riêng biệt đứt quãng;
mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng II. Hiện tượng quang điện :
1.Định Nghĩa : Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng chiếu ánh sáng làm bật các êlectron ra khỏi bề mặt kim loại.
2. Các định luật quang điện :
Định luật 1 : Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi ánh sáng kích thích chiếu vào kim loại có bước sóng nhỏ hơn hoặc bằng bước sóng λ0. λ0 được gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó. λ≤ λ0
Định luật 2 : Đối với mỗi ánh sáng thích hợp ( có λ≤ λ0 ) cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng kích thích, mà không phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích.
Định luật 3 : Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích, mà phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại làm catot ( hay λ0) 3. Giới hạn quang điện :
A c h.
0
4.Công thức Anhxtanh:
2 . m.v02max
c A h
Js h
s m c
kg m
34 8
31
10 . 625 , 6
/ 10 . 3
10 . 1 , 9
Chú ý : Đơn vị năng lượng thường dùng là êléctron-vôn(eV) : 1eV= 1,6.10 -19J 5. Điều kiện để cường độ dòng quang điện triệt tiêu (I = 0) – Hiệu điện thế hãm:
Khi UAK Uh : không có dòng quang điện (I = 0)
Khi UAK Uh : . Với e = 1,6.1019C là điện tích nguyên tố . 6.Cường độ dòng quang điện : I ne.e (Vớine là số êléctron chuyển tử K về A trong 1s.) 7. Công suất phát xạ : (Với np là số phôtôn do nguồn phát ra trong 1s .) 8. Hiệu suất lượng tử : ☻Bán Kính êléctron :
☻Định Lí Động năng:
9. Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng:
Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt. Người ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt.
Khi ánh sáng thể hiện tính chất sóng thì dễ quan sát hiện tượng giao thoa, với bước sóng dài.
Khi ánh sáng thể hiện tính chất hạt thì dễ quan sát hiện tượng quang điện, với bước sóng rất ngắn.
e-
Bán dẫn Kim loại
GV: Dũ Phùng _ 0935.688869 24 10. Hiện tượng quang điện trong – Hiện tượng quang dẫn:
Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng tạo thành electron dẫn và lỗ trống trong chất bán dẫn, do tác dụng của ánh sáng có bước sóng thích hợp.( λ≤ λ0)
Hiện tượng quan dẫn là hiện tượng giảm điện trở suất, tức tăng độ dẫn điện của chất bán dẫn khi có ánh sáng có bước sóng thích hợp chiếu vào chất bán dẫn.
VẤN ĐỀ 2 : Tính Lượng Tử Tia Rơn-ghen (Tia X)
Bước sóng ngắn nhất của tia X là ( khi Q = 0):
VẤN ĐỀ 3 : Thuyết Bo Và Quang Phổ Của Hiđrô
1. Mẫu nguyên tử Bo :
♣ Tiên đề về trạng thái dừng : Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng.Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng.
♣ Trạng thái cơ bản : Trạng thái dừng có mức năng lượng thấp nhất(EK với n = 1) Và có bán kính : r0 = 5,3.10 11m (gọi là bán kính Bo)
♣ Trạng thái kích thích : Trạng thái có mức năng lượng cao(En>EK) và không bền vững, luôn có xu hướng bức xa photon để về trạng thái bền vững hơn
☻Tên các quỹ đạo dừng :
Bán kính quỹ đạo: ĐL Culông:
Năng lượng quỹ đạo dừng: (eV)
♣ Tiên đề về sự bức xạ năng lượng của nguyên tử : Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì phát ra một photon có năng lượng đúng bằng = h.f, và ngược lại.
2.Quang phổ của hiđrô :
a.Các dãy quang phổ vạch của hiđrô: gồm 3 dãy
☻Dãy Lai-man: Thuộc vùng tử ngoại, các vạch được hình thành do êléctrôn chuyển từ các quỹ đạo L, M , N , O , P . . . về quỹ đạo K
☻ Dãy Ban-me : Thuộc vùng tử ngoại và vùng khả kiến , các vạch này được hình thành khi êléctrôn chuyển từ các quỹ đạo dừng M, N, O , P …. về quỹ đạo L. Vùng nhìn thấy có 4 vạch: H (đỏ), H (lam), H (chàm), H (tím),các vạch này được hình thành do êléctrôn chuyển từ quỹ đạo M , N , O , P về quỹ đạo L
☻Dãy Pa-sen : Thuộc vùng hồng ngoại , các vạch được hình thành do êléctrôn chuyển từ quỹ đạo N , O , P . . . về quỹ đạo M .
b. Giải thích sự tạo thành các dãy quang phổ hiđrô :
☻ Bước sóng bức xạ hay hấp thụ:
31 32 21
;
31 32 21
1 1 1
☻Số vạch QP =
K L M N O P
r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0
GV: Dũ Phùng _ 0935.688869 25