Tóm tắt lí thuyết sóng ánh sáng
SÓNG ÁNH SÁNG
TÁN SẮC ÁNH SÁNG:
Hiện tượng tán sắc ánh sáng:
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng một chùm ánh sáng trắng truyền qua lăng kính bị phân tích thành các thành phần đơn sắc khác nhau: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím với tia tím lệch nhiều nhất và tia đỏ lệch ít nhất.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng tán sắc:
Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra do hai nguyên nhân sau:
Ánh sáng trắng là ánh tổng hợp của vô số ánh sáng đơn sắc.
Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số xác định và vận tốc ánh sáng truyền trong môi trường phụ thuộc vào tần số ánh sáng
Ánh sáng đơn sắc:
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
Mỗi ánh sáng đơn sắc có một tần số (bước sóng) và một màu xác định.
Ánh sáng trắng là tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau biến thiên từ đỏ tới tím.
NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG – GIAO THOA ÁNH SÁNG:
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 hay không trong suốt gọi là hiện tượng nhiễu xạ.
Giao thoa ánh sáng:
Hai sóng ánh sáng kết hợp giao nhau sẽ tạo nên hệ thống vân sáng tối xen kẽ cách đều nhau gọi là hiện tượng giao thoa ánh sáng.
Sóng ánh sáng:
Các hiện tượng tán sắc, nhiễu xạ, giao thoa chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
Công thức trong giao thoa ánh sáng:
Hiệu đường đi:
Khoảng vân:
Vị trí vân sáng:
Vị trí vân tối:
Trong giao thoa ánh sáng trắng, bề rông quang phổ bậc k :
Trong đó: k; k’ = 0; ; ; …
MÁY QUANG PHỔ - CÁC LOẠI QUANG PHỔ:
Máy quang phổ:
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
Nguyên tắc hoạt động dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Cấu tạo gồm: Ống chuẩn trực, lăng kính, buồng ảnh.
Các loại quang phổ:
Quang phổ liên tụcQuang phổ vạch phát xạQuang phổ vạch hấp thụĐịnh nghĩa:
Quang phổ gồm một dải sáng, màu biến thiên liên tục.
Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ trên một nền tối.
Quang phổ gồm các vạch tối trên nền quang phổ liên tục.Cách tạo:
Các vật rắn, lỏng và những khối khí có áp suất lớn khi bị nung nóng sẽ phát ra quang phổ liên tục
Các khối khí có áp suất thấp khi bị kích thích sẽ phát ra quang phổ vạch.
Ánh sáng trắng khi bị truyền qua khối khí hay hơi và qua máy quang phổ sẽ cho quang phổ vạch hấp thụ.Tính chất:
Không phụ thuộc vào bản chất của nguồn sáng mà phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng, nhiệt độ càng cao càng phát sáng mạnh ở vùng có bước sóng ngắn.
Phụ thuộc vào bản chất của nguồn sáng, mỗi chất khi bị kích thích phát ra quang phổ đặc trưng riêng về số vạch, vị trí vạch và cường độ sáng của các vạch.
Phụ thuộc vào bản chất của khí hấp thụ, mỗi chất khí hấp thụ có quang phổ hấp thụ đặc trưng riêng về số vạch, vị trí vạch.Ứng dụng:
Đo nhiệt độ của nguồn phát sáng do bị nung nóng.
Xác định thành phần cấu tạo của nguồn phát.
Xác định thành phần cấu tạo của chất hấp thụ.Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là nhiệt độ của chất hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát quang phổ liên tục.
Định luật Kiếc-sốp: Ở một nhiệt độ xác định, một vật 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, gọi là sự đảo vạch quang phổ.
Phép phân tích quang phổ:
Dựa vào quang phổ hấp thụ hoặc phát xạ của một nguồn ta có thể xác định thành phần hóa học của nguồn đó. Phép nhân tích quang phổ có các ưu điểm:
Kết quả nhanh.
Độ nhạy cao.
Có thể xác định nhiệt độ và thành phần hóa học của các vật ở rất xa như Mặt Trời, các vì sao.
TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI – TIA X
Tia hồng ngoạiTia tử ngoạiTia Ro7nghen(tia X)Định nghĩa:
Bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng đỏ.
Bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím.
Bức xạ có bước sóng ngắn hơn bước sóng tia tử ngoại.
Nguồn phát:
Các vật bị đun nóng sẽ phát ra tia hồng ngoại.
Các vật bị đun nóng đến nhiệt độ cao (trên 2000oC) sẽ phát ra tia tử ngoại.
Cho chùm tia catot có vận tốc lớn đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn, từ đó sẽ phát ra tia X.Tính chất:
Sóng điện từ.
Tác dụng nhiệt
Tác dụng lên kính ảnh
Gây ra hiện tượng quang dẫnSóng điện từ.
Làm ion hóa chất khí.
Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
Làm phát quang một số chất
Bị hấp thụ mạnh bởi nước và thủy tinh.
Có tác dụng sinh lí.
Gây ra hiện tượng quang điện.Sóng điện từ.
Có khả năng đâm xuyên.
Tác dụng mạnh lên kính ảnh.
Làm ion hóa chất khí.
Làm phát quang một số chất.
Có tác dụng sinh lí mạnh.
Gây ra hiện tượng quang điện.Ứng dụng
Sấy khô, sưởi ấm.Khám phá vết nứt trên bề mặt kim loại.
Dùng để diệt khuẩn.Chiếu điện, chụp điện, chữa ung thư nông gần ngoài da.
Dò các lỗ khuyết tật bên trong các sản phẩm đúc.THANG SÓNG ĐIỆN TỪ:
Các sóng điện từ có bước sóng khác nhau có những tính chất và tác dụng khác nhau và được gọi bằng các tên khác nhau.
Thang sóng điện từ:
Miền sóng điện từTần số f (Hz)Bước sóng (m)Sóng vô tuyến điện104 – 3.10123.104 – 10-4Tia hồng ngoại3.1011 – 4.101410-4 - 7,6.10-7Ánh sáng nhìn thấy4.1014 – 8.10147,6.10-7 – 3,8.10-7Tia tử ngoại8.1014 – 3.10173,8.10-7 – 10-9Tia X3.1016 – 3.101910-8 – 10-11Tia gamma()> 3.1019< 10-11Tên thang sóng điện từ không có ranh giới rõ rệt cho từng miền.
