Bài 27. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Tiết 45
TIA HỒNG NGOẠI
TIA TỬ NGOẠI
I. PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
C
J
J
L
L1
L2
F
S
P
Vùng tử ngoại
(?< ?t)
Quang phổ liên tục
Vùng hồng ngoại
(?> ?đ)
I. PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
Thí nghiệm phát hiện được thực hiện tương tự như sau:
Cho ánh sáng mặt trời đi qua một lăng kính. Phía sau lăng kính đặt các nhiệt kế đã bôi đen để hấp thụ tốt ánh sáng mặt trời.
Thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại
Điều chỉnh nhiệt kế để vùng quang phổ chiếu lên bầu của mỗi nhiệt kế.
Tại vùng tím-xanh: 1 nhiệt kế
Vùng vàng: 1 nhiệt kế
Ngoài vùng đỏ: 1 nhiệt kế.
Sau thời gian từ 1 đến 3 phút ta sẽ nhận được kết quả như hình dưới
Kết quả là:
Khi để trong bóng râm, nhiệt độ của cả 3 nhiệt kế là 76oF.
Sau 3 phút:
Nhiệt kế trái: 80oF
Nhiệt kế giữa:83oF
Nhiệt kế phải: 86oF
Kết luận:
Phải có một loại ánh sáng tồn tại ngoài vùng đỏ mà chúng ta không thấy chúng
Thí nghiệm phát hiện ra tia tử ngoại
Lắp đặt một hộp bìa carton, một lăng kính, một tờ giấy trắng để bên dưới hộp như trong hình
Điều chỉnh lăng kính sau cho được một quang phổ rõ, đẹp và rộng nhất.
Cẩn thận đặt dưới đáy hộp một tờ giấy blueprint với mặt có màu quay lên. Không để tờ giấy blueprint bị phơi sáng

Dùng bút đánh dấu vị trí vùng quang phổ, ký hiệu vùng đỏ và tím.
Phơi tờ giấy blueprint trong vòng 30 giây rồi đem vào trong mát (trong lúc lấy tờ giấy ra khỏi hộp, tránh để nó bị phơi sáng).
Đem tờ giấy vào trong mát và hơ mặt phía không bị phơi sáng vào dung dịch amoniac (tránh hít khói amoniac).
Ta sẽ được kết quả như hình bên.
II. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
1. Bản chất
Chúng có cùng bản chất với ánh sáng
II. BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
2. Tính chất
* Tuân theo các định luật truyền thẳng , phản xạ , khúc xạ và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ , giao thoa như ánh sáng thông thường.
* Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng từ:
0,76.10-6m ÷ 10-3m (0,76m ÷ 1mm)
* Tia tử ngoại là sóng điện từ có bước sóng từ:
150.10-10m ÷ 0,4.10-6m (150Ao ÷ 4000Ao)
* Ánh sáng Mặt trời tới Trái đất dưới 3 dạng: tia hồng ngoại (nhiệt), ánh sáng khả kiến, tia tử ngoại.
III. TIA HỒNG NGOẠI
1. Cách tạo ra
Mọi vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường đều phát ra tia hồng ngoại

Người có nhiệt độ 370 C tức là 310 K là nguồn phát tia hồng ngoại

Bếp ga , bếp than là những nguồn phát ra tia hồng ngoại

Đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp và đặc biệt là đi ốt phát quang hồng ngoại
III. TIA HỒNG NGOẠI
2. Tính chất và công dụng
a . Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt dùng để sấy khô, sưởi ấm
b . Tia hồng ngoại có thể gây ra một số phản ứng hoá học ứng dụng tạo ra phim có thể chụp được tia hồng ngoại
c . Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần , ứng dụng để chế tạo bộ điều khiển từ xa
d . Trong quân sự tia hồng ngoại có nhiều ứng dụng như tạo ra ống nhòm hồng ngoại để quan sát ban đêm , cammêra hồng ngoại để chụp ảnh quay phim ban đêm
IV. TIA TỬ NGOẠI
Nguồn tia tử ngoại
Những vật có nhiệt độ cao (từ 2000o C trở lên ) .Nhiệt độ càng cao phổ
tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn
Hồ quang điện có nhiệt độ trên 3000o C là một nguồn tử ngoại mạnh
Bề mặt mặt trời có nhiệt độ khoảng 6000 K là nguồn tử ngoại mạnh hơn
Đèn hơi thuỷ ngân

2 . Tính chất
a.Tác dụng lên phim ảnh
b. Kích thích sự phát quang của nhiều chất (Áp dụng trong đèn huỳnh quang)
c. Kích thích nhiều phản ứng hoá học
d. Tia tử ngoại làm ion hoá không khí và nhiều chất khí khác và gây ra tác dụng quang điện
e. Tia tử ngoại có tác dụng sinh học ( huỷ diệt tế bào , diệt khuẩn...)
f. Bị nước và thuỷ tinh hấp thụ mạnh nhưng lại truyền qua được thạnh anh

3. Sự hấp thụ tia tử ngoại :
Thuỷ tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại

Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300 nm nên hấp thụ mạnh tia tử ngoại của mặt trời

4. Công dụng :
Trong y học tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng các dụng cụ , để chữa bệnh còi xương

Trong công nghiệp thực phẩm dùng để tiệt trùng

Trong công nghiệp được sử dụng để tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại
IV. TIA TỬ NGOẠI
Các ứng dụng của tia hồng ngoại (1)
Tia hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau:
Thiên văn học, hải dương học, nghiên cứu khí hậu,…
Các ứng dụng của tia hồng ngoại (2)
Nghiên cứu động vật, y học,…
Các ứng dụng của tia hồng ngoại (3)
Tìm kiếm, cứu nạn, chữa cháy, dẫn đường, quân sự, công nghệ thực phẩm, cơ khí kỹ thuật, …
1/12/2010
Tài liệu hỗ trợ - Quang học HP2- IR-UV
21
Các ứng dụng của tia tử ngoại (1)
Tia tử ngoại được sử dụng rộng rãi trong đời sống và nghiên cứu khoa học
Trong lĩnh vực thiên văn học:
1/12/2010
Tài liệu hỗ trợ - Quang học HP2- IR-UV
22
Các ứng dụng của tia tử ngoại (2)
Trong y học, khử trùng các dụng cụ y tế, nước, không khí, chữa bệnh, nghiên cứu khoáng thạch,…
1/12/2010
Tài liệu hỗ trợ - Quang học HP2- IR-UV
23
Các ứng dụng của tia tử ngoại (3)
Trong công nghệ thực phẩm, phòng chống tội phạm, phát hiện các khiếm khuyết trên sản phẩm, trong công nghệ sản xuất mạch in, chế tạo đèn huỳnh quang,……
Nước tinh khiết đóng chai được diệt khuẩn bằng tia tử ngọai
1/12/2010
Tài liệu hỗ trợ - Quang học HP2- IR-UV
25
Sự nguy hiểm của tia tử ngoại
Mặc dù phần lớn tia tử ngoại đã bị hấp thụ bởi bầu khí quyển của Trái đất nhưng vẫn có tia tới được bề mặt Trái đất.
Các tia này sẽ gây ra những nguy hiểm cho sức khỏe con người như cháy nắng, tàn nhang, ung thư da, mù mắt, thay đổi cấu trúc ADN,…
Tuyết phản xạ 90% tia UV, cát phản xạ 20% tia UV-B bạn sẽ bị nguy hiểm hơn trong những ngày trượt tuyết hay phơi nắng ở bãi biển Hãy sử dụng mắt kính và kem chống nắng.