TÁN SẮC ÁNH SÁNG Bài 1. Trình bày thí nghiệm của Niu- tơn về sự tán sắc ánh sáng

Một phần của tài liệu giai chi tiet cac cau hoi trong SGK vat li 12 (Trang 33 - 37)

- Trong thí nghiệm, gương G đùng để phản chiếu ánh sáng Mặt Trời qua một khe hẹp F, nằm ngang, vào một buồng tối. Nhờ các hạt bụi nhỏ ta nhìn thấy vết của chùm sáng song song hẹp, qua F. Đặt một màn M song song với F và cách F chừng một hai mét để hứng chùm sáng, thì trên màn ta thấy một vệt sáng F1 màu trắng, giống như khe F. Đặt một lăng kính thuỷ tinh P giữa F và F1 cho cạnh khúc xạ của P song song với F, sao cho chùm sáng rọi xiên vào mặt AB, ta thấy vệt sáng F1trên màn bị dịch xuống phía đáy lăng kính, đồng thời bị trải dài thành một dải màu sặc sỡ.

- Quan sát kĩ dải màu, ta phân biệt được bảy màu , lần lượt từ trên xuống dưới (tức từ đỉnh xuống đáy lăng kính) là: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Đó cũng là bảy màu của cầu vồng.

- Ranh giới giữa các màu không rõ rệt, tức là màu nọ chuyển dần sang màu kia một cách liên tục.

- Dải sáng màu này gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời, hay quang phổ của Mặt Trời. Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng.

- Hiện tượng trên gọi là sự tán sắc ánh sáng (gây ra bởi lăng kính P).

Bài 2. Trình bày thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn.

- Rạch trên màn M một khe hẹp F’ song song với F và xê dịch màn M để đặt F’ vào đúng chỗ một màu (màu vàng V chẳng hạn). Như vậy, sau màn M thu được một chùm sáng hẹp, chỉ có màu vàng.

- Cho chùm sáng màu vàng đó khúc xạ qua một lăng kính P’ giống hệ lăng kính P và hứng chùm tia ló trên một màn M’. Kết quả là, vệt sáng trên màn M’ tuy vẫn bị dịch chuyển về phía đáy của P’, nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng.

=> Chùm sáng vàng, tách ra từ quang phổ Mặt Trời, sau khi đi qua lăng kính P’ chỉ bị lệch mà không bị đổi màu.

- Làm thí nghiệm với các màu khác, kết quả là chúng cũng chỉ bị lệch mà không đổi màu.

Chùm sáng có tính chất như trên gọi là chùm sáng đơn sắc.

=> Vậy: ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.

Bài 3. Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn, nếu ta bỏ màn M đi rồi đưa hai lăng kính lại sát nhau, nhưng vẫn đặt ngược chiều nhau, thì ánh sáng có bị tán sắc hay không?

Trả lời: Ánh sáng vẫn bị tán sắc.

Bài 4: Chọn câu đúng

Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh A. Sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc.

B. Lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

C. Ánh sáng Mặt Trời không phải là ánh sáng đơn sắc.

D. Ánh sáng có bất kì màu gì, khi qua lăng kính cũng bị lệch về phái đấy.

Trả lời: Đáp án B

Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn nhằm chứng minh lăng kính không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng qua nó.

Bài 5: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 5o, được coi là nhỏ, các chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,643 và nt = 1,685. Cho một chùm ánh sáng trắng hẹp rọi vào một mặt bên của lăng kính, dưới góc tới i nhỏ. Tính góc giữa tia tím và tia đỏ sau khi ló ra khỏi lăng kính.

Phương pháp: Áp dụng công thức tính góc lệch (lăng kính có góc chiết quang nhỏ):

D = (n - 1)A Cách giải:

Công thức tính góc lệch: D = (n - 1)A Với nđ = 1,643 thì Dđ = 0,643.5 = 3,125o Với nt = 1,685 thì Dt = 0,685.5 = 3,425o

Góc lệch giữa tia đỏ và tia tím là: ∆D = Dt – Dđ = 0,21o = 12,6’

Bài 6: Một cái bể sâu 1,2 m chứa đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt nước bể, dưới góc tới i, tani = 4/3. Tính độ dài của vệt sáng tạo ở đáy bể. Cho biết chiết suất của nước đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là nđ = 1,328 và nt = 1,343.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật khúc xạ: 1 sin

d

sinrd i

n

Mặt khác:

2 2

2

2 2

4

3 0,8

1 4

1 3

tan i

sin i sini

tan i

  

     

  

  

 

Do đó: 0,8

0, 6024 1,328

sinrd  và 0,8

0,5956

1, 343 sinrt 

1 2 0, 7981 0, 7546

d

d

d d

d

cosr sin r tanr sinr

    cosr

1 2 0,8032 t 0, 7414

t t t

t

cosr sin r tanr sinr

     cosr

Độ dài TD của vệt sáng: TĐ = IH(tan rđ - tan rt ) = 120(0,7547 - 0,7414) ≈ 1,58 cm BÀI 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG

Câu 1. Kết luận quan trọng rút ra từ thí nghiệm Y- âng là gì?

Kết luận quan trọng nhất rút ra từ thí nghiệm Y- âng là ánh sáng có tính chất sóng.

Câu 2. Viết công thức xác định vị trí các vân sáng?

Vị trí các vân sáng: xs k D a

(k = 0; ±1; ±2; ±3;…) Câu 3. Viết công thức tính khoảng vân?

- Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp - Công thức tính khoảng vân: i D

a

Câu 4. Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng nằm trong khoảng nào?

Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng nằm trong khoảng từ 380nm đến 780 nm.

Câu 5. Nêu những đặc điểm của ánh sáng đơn sắc?

- Ánh sáng đơn sắc có bước sóng hoặc tần số trong chân không hoàn toàn xác định.

- Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 380nm (ứng với màu tím trên quang phổ) đến chừng 760 nm (ứng với màu đỏ) mới gây ra cảm giác sáng. Đó là các ánh sáng nhìn thầy được (khả kiến).

Câu 6: Chỉ ra công thức tính khoảng vân?

H T Đ

I S

rt i

4 3

A. i D a

B. i a

D

C. i aD

D. i a

D

Trả lời: Đáp án A

Công thức tính khoảng vân: i D a

Câu 7: Chọn câu đúng. Ánh sáng màu vàng của natri có bước sóng λ bằng

A. 0,589 mm. B. 0,589nm. C. 0,589 àm. D. 0,589 pm.

Trả lời: Đáp án C

Ánh sỏng vàng của đốn natri cú λ ≈ 589nm = 0,589àm.

Câu 8: Trong một thí nghiệm Y-âng với a = 2mm, D = 1,2m, người ta đo được i = 0,36mm. Tính bước sóng λ và tần số f của bức xạ?

Hướng dẫn giải:

Ta có:

3 3

0,36.10 .2.10 6

0, 6.10 0, 6 1, 2

D ia

i m m

a D

 

      

Tần số:

8

14 6

3.10 5.10

0, 6.10

f c Hz

  

Câu 9: Một khe hẹp F phát ánh sáng đơn sắc, bước sóng λ = 600nm chiếu sáng hai khe hẹp F1, F2 song song với F và cách nhau 1,2mm. Vân giao thoa được quan sát trên một màn M song song với mặt phẳng chứa F1, F2 và cách nó 0,5m.

a) Tính khoảng vân.

b) Xác định khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4.

Hướng dẫn giải:

λ = 600nm; a = 1,2mm; D = 0,5m a) Khoảng vân:

9

4 3

600.10 .0,5

2,5.10 0, 25 1, 2.10

i D m mm

a

 

    

b) Khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc 4 là: x4 = 4i = 4.0,25 = 1mm.

Câu 10: Trong một thí nghiệm Y-âng khoảng cách giữa hai khe F1, F2 là a = 1,56mm, khoảng cách từ F1, F2 đến màn quan sát là D = 1,24m. Khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp là 5,21mm. Tính bước sóng ánh sáng.

Hướng dẫn giải:

Khảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp bằng khoảng vân i => khoảng cách giữa 12 vân sáng liên tiếp bằng 11i

Do đó: 5, 21 i 11 mm Vậy:

3 3

5, 21.10 .1,56.10 7

5,96.10 596

11.1, 24

ia m nm

D

 

    

BÀI 26: CÁC LOẠI QUANG PHỔ

Câu 1. Quang phổ vạch phát xạ là gì? Điều kiện để có quang phổ vạch phát xạ là gì? Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ là gì?

- Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

- Điều kiện có quang phổ vạch phát xạ: Quang phổ vạch phát xạ do chất khí ở áp suất thấp phát ra, khi bị kích thích bằng điện hay nhiệt.

- Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ: quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng các vạch, vệ vị trí và độ sáng tỉ đối của các vạch. Mỗi nguyên tố hoá học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó.

Câu 2. Quang phổ liên tục là gì? Điều kiện để có quang phổ liên tục là gì? Đặc điểm của quang phổ liên tục là gì?

- Quang phổ liên tục là một dải có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục.

- Điều kiện để có quang phổ liên tục: Quang phổ liên tục do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng.

- Đặc điểm của quang phổ liên tục: Quang phổ liên tục của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì giống nhau và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của chúng.

Câu 3. Quang phổ hấp thụ là gì? Trình bày cách tạo ra quang phổ hấp thụ. Đặc điểm của quang phổ hấp thụ là gì?

- Quang phổ hấp thụ là các vạch hay đám vạch tối trên nền của một quang phổ liên tục.

- Cách tạo ra quang phổ hấp thụ: Chiếu ánh sáng trắng qua đám khí hay hơi nóng sáng ở áp suất thấp. Nhiệt độ đám hơi phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng.

- Đặc điểm: Quang phổ hấp thụ của các chất khí chứa các vạch hấp thụ và là đặc trưng cho chất khí đó.

Câu 4. Quang phổ vạch phát xạ do chất nào dưới đây bị nung nóng phát ra?

A. Chất rắn. B. Chất lỏng.

C. Chất khí ở áp suất thấp. D. Chất khí ở áp suất cao.

Trả lời: Đáp án C

Quang phổ vạch phát xạ do chất khí ở áp suất thấp bị nung nóng phát ra.

Câu 5. Chỉ ra câu sai. Quang phổ liên tục được phát ra bởi chất nào dưới đây khi bị nung nóng?

A. Chất rắn. B. Chất lỏng.

C. Chất khí ở áp suất thấp. D. Chất khí ở áp suất cao.

Trả lời: Đáp án C

Quang phổ liên tục do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng.

Câu 6. Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vậy các vạch đỏ và vạch tím nằm như thế nào?

Vạch đỏ nằm bên phải vạch lam và vạch tím nằm bên trái vạch chàm.

BÀI 27: TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

Một phần của tài liệu giai chi tiet cac cau hoi trong SGK vat li 12 (Trang 33 - 37)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(54 trang)