Bài 24. Tán sắc ánh sáng

CHƯƠNG VI SÓNG ÁNH SÁNG

I/ LYÙ THUYEÁT
1 . Taùn saéc aùnh saùng :
Söï phaân tích chuøm aùnh saùng phöùc taïp thaønh caùc chuøm saùng ñôn saéc khaùc nhau goïi laø söï taùn saéc aùnh saùng.
- Dải sáng nhiều màu từ đỏ đến tím gọi là quang phổ của ánh sáng Mặt Trời.
- Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường trong suốt phụ thuộc vào tần số/bước sóng của ánh sáng. A�nh sáng có tần số càng nhỏ/bước sóng càng dài thì chiết suất của môi trường càng bé.
- A�nh sáng đơn sắc là ánh sáng có bước sóng/tần số và màu sắc nhất định. Nó không bị tán sắc mà chỉ bị lệch đi khi đi qua lăng kính. Khi từ môi trường này sang môi trường khác thì bước sóng/vận tốc ánh sáng đơn sắc thay đổi nhưng tần số không đổi.
- A�nh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau, có màu từ đỏ đến tím .
- Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong máy quang phổ lăng kính để phân tích chùm ánh sáng đa sắc do các nguồn sáng phát ra thành các thành phần đơn sắc
2. Nhiễu xạ ánh sáng :
Hiện tượng ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng, quan sát được khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng .
3. Giao thoa ánh sáng : Hai sóng ánh sáng kết hợp khi gặp nhau sẽ giao thoa với nhau, tạo thành các vân giao thoa .
- Hiệu đường đi : d2 - d1 = ax/D
- Khoảng cách giữa hai vân sáng/ hai vân tối liên tiếp gọi là khoảng vân : i =

+ Khoaûng caùch giöõa moät vaân saùng vaø moät vaân toái caïnh noù laø : i/2
( Chuù yù trong coâng thöùc treân neáu ñôn vò cuûa i , a : laø mm ; D laø m thì ñôn vò cuûa λ laø μm)
Vị trí vân sáng thứ/bậc k : xs = k = ki
( k = 0; )
- Vị trí vân tối thứ k : xt = (k - �) = (k - �)i
( k = 1,2...)
- Nếu chiếu ánh sáng trắng thì vân trung tâm có màu trắng, quang phổ bậc 1 có màu như cầu vồng , tím ở trong, đỏ ở ngoài.
- Hiện tượng giao thoa ánh sáng ứng dụng trong việc xác định bước sóng ánh sáng.
4. Máy quang phổ :
Là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khắc nhau, dùng để nhận biết cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do nguồn sáng phát ra.
5. Các loại quang phổ
+ Quang phổ liên tục : là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục. Nó do chất rắn, lỏng hay khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra. Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng .
Nhiệt độ càng tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh và miền quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bước sóng ngắn. Ứng dụng để đo nhiệt độ .
+ Quang phổ vạch phát xạ : Là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối . Quang phổ này do chất
khí/hơi ở áp suất thấp
phát ra khi bị kích thích .
.
Mỗi nguyên tố khí bị kích thích phát ra những bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó.
+ Quang phổ liên tục thiếu một hay một số vạch màu do bị chất khí hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí đó .
Để tạo được quang phổ hấp thụ nhiệt độ của khí bay hơi phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục .
Mỗi nguyên tố hóa học, chỉ hấp thụ những bức xạ mà nó có khả năng phát xạ và ngược lại nó chỉ phát ra bức xạ mà nó có khả năng hấp thụ .
Tia hồng ngoại : là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng từ vài milimet đến 0,76?m.
- Mọi vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh đều phát ra tia hồng ngoại.
Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt rất mạnh (tác dụng nổi bật), tác dụng lên kính ảnh, gây hiệu ứng quang điện cho một số chất bán dẫn.
Nó được ứng dụng để sưởi, sấy khô, chụp hình hồng ngoại, quan sát ban đêm, điều khiển từ xa trong các thiết bị nghe nhìn.
b) Tia tử ngoại : Là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38. 10-6m đến 10-9m.
Tia tử ngoại được phát ra từ những vật nung nóng có nhiệt độ cao hơn 20000C hoặc do đèn hồ quang, đèn hơi thủy ngân ở áp suất thấp .
Tia tử ngoại có tác dụng lên kính ảnh, có tác dụng sinh lí, làm ion hóa không khí, kích thích phát quang một số chất, bị nước, thủy tinh hấp thụ mạnh.
Tia tử ngoại có bước sóng 0,18 ?m đến 0,4 ?m truyền qua được thạch anh ; Gây ra hiện tượng quang điện với hầu hết kim loại , gây phản ứng quang hóa .
Dùng để khử trùng nước, thực phẩm, để chữa bệnh (còi xương) , kích thích phát quang, phát hiện vết nứt trên sản phẩm .
.
c) Tia X (tia Rơnghen)
là những bức xạ không nhìn thấy có
bước sóng từ 10-8m đến 10-11m.
Tia được tạo ra bằng cách cho chùm electron vận tốc lớn đập vào kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn.
+ Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh (tác dụng nổi bật),
+ Tác dụng lên kính ảnh,
+ ion hóa không khí , phát quang một số chất,
+ tác dụng sinh lí mạnh, diệt vi khuẩn, hủy diệt tế bào.
+ gây nên hiện tượng quang điện cho hầu hết các kim
loại .
Ứng dụng :Tia x dùng để chụp, chiếu điện chẩn đoán bệnh, tìm khuyết tật trong sản phẩm, nghiên cứu cấu trúc tinh thể
1/ Trong mạch dao động LC, điện tích cực đại của tụ điện là Q0 = 0,8nC, cường độ dòng điện cực đại I0 = 20mA.
Tần số dao động điện từ tự do trong mạch là
a. 50MHz b. 5KHz
c. 4MHz d. 25KHz
Đ
BAØI TAÄP MẪU
2. Một mạch chọn sóng gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 4?H và một tụ điện có điện dung biến đổi từ
C1 = 10pF đến C2 = 250pF ( coi ?2 = 10 ) .mạch trên thu được dải bước sóng trong khoảng từ
a. 12m đến 60m b. 24m đến 300m
c. 12m đến 300m d. 24m đến 120m.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
3/ Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C, khi tăng điện dung của tụ điện lên 4 lần thì chu kỳ dao động của mạch
A. tăng lên 4 lần. B. tăng lên 2 lần.
C. giảm đi 4 lần. D. giảm đi 2 lần.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
4/ Mạch dao động điện từ điều hoà gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Khi tăng độ tự cảm của cuộn cảm lên 2 lần và giảm điện dung của tụ điện đi 2 lần thì tần số dao động của mạch
A. không đổi. B. tăng 2 lần.
C. giảm 2 lần. D. tăng 4 lần.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
5. Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = 2mH và tụ điện có điện dung C = 2pF, (lấy π2 =10). Tần số dao động của mạch là
A. f = 2,5Hz. B. f = 2,5MHz.
C. f = 1Hz. D. f = 1MHz.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
6/ Mạch dao động điện từ điều hoà LC gồm tụ điện
C = 30nF và cuộn cảm L =25mH. Nạp điện cho tụ điện đến hiệu điện thế 4,8V rồi cho tụ phóng điện qua cuộn cảm, cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là:
A. I = 3,72mA. B. I = 4,28mA. C. I = 5,20mA. D. I = 6,34mA.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
7/ Khi mắc tụ điện có điện dung C1 với cuộn cảm L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ1 = 60m; khi mắc tụ điện có điện dung C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng λ2 = 80m. Khi mắc nối tiếp C1 và C2 với cuộn L thì mạch thu được sóng có bước sóng là:
A. λ = 48m. B. λ = 70m.
C. λ = 100m. D. λ = 140m.
Đ
8/ Một mạch dao động gồm tụ điện C = 0,5μF và cuộn dây
L = 5mH, điện trở thuần của cuộn dây là R = 0,1Ω. Để duy trì dao động trong mạch với hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V ta phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu?
A. P = 0,125μW. B. P = 0,125mW.
C. P = 0,125W. D. P = 125W.
Khi hiệu điện thế cực đại trên tụ là 5V thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là
= 0,035355A.
Công suất tiêu thụ trong mạch là P = RI2 = 1,25.10-4W = 0,125mW. Muốn duy trì dao động trong mạch thì cứ sau mỗi chu kỳ dao động ta phải cung cấp một phần năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất tức là ta phải cung cấp một công suất đúng bằng 0,125mW.
Đ
BAØI TAÄP MẪU
BÀI TẬP T?I L?P
.
6.1. Phát biểu nào dưới đây khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc là không đúng ?
a. ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu từ đỏ đến tím
b.chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau.
c. A�nh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính
d. khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một môi trường trong suốt thì chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất
Đ
6.2. Hiện tượng tán sắc xảy ra
a. chỉ với lăng kính chất rắn hoặc lỏng .
b. chỉ với lăng kính thủy tinh.
c. ở mặt phân cách hai môi trường khác nhau
d. ở mặt phân cách giữa môi trường rắn và lỏng.
Đ
6.3. Hiện tượng tán sắc xảy ra do ánh sáng trắng là một hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau và còn nguyên nhân nào dưới đây ?
a.lăng kính không đặt ở góc lệch cực tiểu .
b. lăng kính bằng thủy tinh.
c. lăng kính có góc chiết quang quá lớn .
d. Chiết suất của mọi chất phụ thuộc vào
bước sóng của ánh sáng
d.
6-4. Hiện tượng chiết suất phụ thuộc vào bước sóng
a. xảy ra với mọi chất rắn, lỏng hoặc khí .
b. chỉ xảy ra với chất rắn và lỏng
c. chỉ xảy ra với chất rắn
d. là hiện tượng đặc trưng của thủy tinh .
Đ
6.6 Thí nghiệm của Niutơn về ánh sáng đơn sắc nhằm chứng minh :
a. sự tồn tại của ánh sáng đơn sắc .
b. A�nh sáng mặt trời là ánh sáng đơn sắc .
c. Lăng kính đã làm biến đổi màu của ánh sáng qua nó
d. A�nh sáng trắng không phải là tập hợp của ánh sáng đơn sắc .
Đ
6.8. Một chùm ánh sáng mặt trời có dạng một dải sáng mỏng, hẹp rọi xuống mặt nước trong một bể nước tạo nên ở đáy bể một vệt sáng
a. có nhiều màu dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc
b. có màu trắng dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc
c.có nhiều màu khi chiếu xiên và có màu trắng khi chiếu vuông
góc.
d. có nhiều màu khi chiếu vuông góc và có màu trắng khi chiếu
xiên góc
6.9. Cho các chùm sáng sau : trắng, đỏ , vàng, tím. Phát biểu nào sau đây là không đúng ?
a. chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu được quang phổ liên tục
b. chùm ánh sáng trắng bị tán sắc khi đi qua lăng kính
c.Mỗi chùm sáng trên đều có bước sóng xác định .
d. A�nh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất vì chiết suất của lăng kính đối với nó lớn nhất
Đ
c.
6.10. Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng mặt trời
trong thí nghiệm của Niutơn là :
a. thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời
b. chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác
nhau là khác nhau .
c. lăng kính có tác dụng làm biến đổi chùm ánh sáng mặt trời
d. chùm ánh sáng mặt trời đã bị phảnxạ khi đi qua lăng kính
6.11/ Trong một thí nghiệm, người ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh một lang kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
a. 4,20 b. 5,20 c. 6,20 d. 7,20
b
b
6-13.Trong một thí nghiệm, người ta chiếu một chùm ánh sáng trắng song song hẹp vào cạnh một lang kính có góc chiết quang A = 80 theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt màn E // cách mp phân giác của góc chiết quang 1m . Biết chiết suất của lăng kính đ/v a/s đỏ là 1,61 , đ/v a/s tím là 1,68 thì thì bề rộng dải QP trên màn E xấp xỉ bằng
a. 1,22 cm. b.1,04 cm c. 0,98 cm. d. 0,83 cm
6.14) Coâng thöùc xaùc ñònh khoaûng vaân giao thoa trong thí nghieäm Y-aâng laø

a. i = b. i = c . i = . d. i =
Đ
Đ
6.15) Hai sóng ánh sáng cùng tần số và cùng phương truyền,
được gọi là sóng ánh sáng kết hợp nếu :
a. cùng biên độ và hiệu số pha không đổi theo theo
thời gian
b. cùng biên độ và cùng pha
c. hiệu số pha không đổi theo thời gian.
d. hiệu số pha và biên độ không đổi theo thời gian .

6.16) Chiết suất của môi trường có giá trị

a. lớn đối với những ánh sáng có màu đỏ
b. như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc
c. lớn đối với những ánh sáng có màu tím.
d. nhỏ khi môi trường có nhiều ánh sáng truyền
Đ
Đ
6.15) Hai sóng ánh sáng cùng tần số và cùng phương truyền,
được gọi là sóng ánh sáng kết hợp nếu :
a. cùng biên độ và hiệu số pha không đổi theo theo
thời gian
b. cùng biên độ và cùng pha
c. hiệu số pha không đổi theo thời gian.
d. hiệu số pha và biên độ không đổi theo thời gian .

6.16) Chiết suất của môi trường có giá trị

a. lớn đối với những ánh sáng có màu đỏ
b. như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc
c. lớn đối với những ánh sáng có màu tím.
d. nhỏ khi môi trường có nhiều ánh sáng truyền
Đ
Đ
6-17. Trong TN Y-âng về giao thoa a/s , năng lượng a/s :
a. không được bảo toàn, vì ở vị trí vân sáng lại sáng nhiều
hơn so với khi không giao thoa
b. không được bảo toàn vì ở vị trí vân tối không có a/s
c. vẫn được bảo toàn vì ở vị trí vân tối 1 phần năng lượng
a/s bị mất do nhiễu xạ
d. vẫn được bảo toàn nhưng được phân bố lại , năng lượng
tại vân tối được phân bố lại cho vân sáng.

6.18. Để hai sóng ánh sáng kết hợp có bước sóng ? tăng cường lẫn nhau, thì hiệu đường đi của chúng
a. Luôn bằng không
b. bằng số nguyên lần bước sóng
c. một số lẻ nguyên lần của bước sóng
d. một nửa bước sóng
Đ
Đ
6.15) Hai sóng ánh sáng cùng tần số và cùng phương truyền,
được gọi là sóng ánh sáng kết hợp nếu :
a. cùng biên độ và hiệu số pha không đổi theo theo
thời gian
b. cùng biên độ và cùng pha
c. hiệu số pha không đổi theo thời gian.
d. hiệu số pha và biên độ không đổi theo thời gian .

6.16) Chiết suất của môi trường có giá trị

a. lớn đối với những ánh sáng có màu đỏ
b. như nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc
c. lớn đối với những ánh sáng có màu tím.
d. nhỏ khi môi trường có nhiều ánh sáng truyền qua
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
1-
1-
HD.
HD.
Đ
Đ
VAI TRÒ CỦA THÚ
Cần phải bảo vệ những loài thú sắp bị tuyệt chủng.
Bảo vệ thiên nhiên muôn thú là bảo vệ môi trường sống của chúng ta