Đề cương Vật lý lớp 12 - Sóng ánh sáng PT Năng khiếu ĐHQG TPHCM | Lớp 12, Vật lý - Ôn Luyện

- Hiện tượng một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng nầy để phát ra ánh sáng có bước sóng khác gọi là hiện tượng quang-phát quang.. - Chất có khả năng phát quang là chất p[r]

CHƯƠNG V: SÓNG ÁNH SÁNG Bài 24: TÁN SẮC ÁNH SÁNG

A BÀI HỌC

I THÍ NGHIỆM VỀ SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG CỦA NIU-TƠN(1672)

Dụng cụ như hình vẽ: Gương G phản chiếu

ánh mặt trời, màn chắn có khe hẹp F, lăng kính P

có đáy song song với khe F, màn M song song với

khe F để hứng chùm sáng

Thí nghiệm:

+ Gương phản chiếu ánh sáng mặt trời vào

khe F trên màn M ta quan sát thấy vết sáng F’ giống khe F

+ Đặt lăng kính P giữa Fvà F’ tia sáng bị khúc xạ và lệch về phía đáy của lăng kính

+ Trên màn M vết sáng F’ bị dịch xuống đáy lăng kính và bị tách ra thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau

+ Dải sáng màu này gồm 7 vùng màu lần lượt từ trên xuống đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím gọi là quang phổ của ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời)

* Kết luận: Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn

sắc khác nhau

II THÍ NGHIỆM ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC CỦA NIU-TƠN

Thí nghiệm:

+ Khe F’ trên màn M cho một

chùm sáng đi qua chẳng hạn màu

vàng trong quang phổ ánh sáng trắng

+ Đặt lăng kính P giữa màn M và

M’ tia sáng vàng bị khúc xạ và bị

lệch về phía đáy của lăng kính P’

+ Trên màn M’ vết sáng màu vàng cũng bị dịch xuống đáy nhưng vẫn giữ nguyên màu vàng

+ Chùm sáng vàng bị lệch mà không đổi màu gọi là chùm sáng đơn sắc

* Kết luận: Vậy ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua

lăng kính

III GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG TÁN SẮC ÁNH SÁNG

- Ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời, đèn dây tóc ): Là tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

- Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc:

+ Do chiết suất của lăng kính có giá trị khác nhau đối với các ánh sáng khác nhau thì khác nhau + Với ánh sáng đỏ lăng kính có chiết suất nhỏ nhất

+ Với ánh sáng tím lăng kính có chiết suất lớn nhất

IV ỨNG DỤNG: Hiện tượng tán sắc ánh sáng được ứng dụng trong máy quang phổ hoặc giải thích một

số hiện tượng quang học trong tự nhiên (cầu vồng, )

2 Một bức xạ đơn sắc trong không khí có bước sóng bằng 0, 693µm và trong một chất lỏng có bước

sóng là 0, 495µm Tính chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đó?

ĐS: 1, 4

3 Một lăng kính có góc chiết quang A=80 có chiết suất đối với ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt là

nđ=1, 5 và nt= 1, 54 Chiếu một chùm tia sáng trắng hẹp tới vuông góc với một bên của lăng kính Hai tia ló

đỏ và tím hợp với nhau góc bao nhiêu?

ĐS: 0, 320

4 Một lăng kính có góc chiết quang A=600 có chiết suất đối với ánh sáng đỏ, tím lần lựơt là 1, 5 và 1,

54 Một chùm tia sáng trắng hẹp chiếu vào mặt bên của lăng kính với góc tới là 500

Câu 1: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A Ánh sáng đơn sắc là tập hợp vô sô các ánh sáng đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím

B Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau

C Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi qua lăng kính

D Khi ánh sáng Mặt trời đi từ nước ra không khí thì tia tím bị lệch về phía mặt phân cách hai môi

trường nhiều hơn tia đỏ

Câu 2: Phát biểu nào sau đây đúng?

A 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 vết sáng màu trắng dù chiếu xiên hay vuông góc

B 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 vết sang có nhiều màu dù chiếu xiên hay vuông góc

C 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 vết sáng có nhiều màu khi chiếu xiên, có màu trắng khi chiếu vuông góc

D 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 vết sang có nhiều màu khi chiếu vuông góc và có màu trắng khi chiếu xiên

Câu 3: Chọn câu sai Ánh sáng đơn sắc là

Câu 5: Khi một chùm đơn sắc truyền từ không khí vào thuỷ tinh thì

A Tần số không đổi vận tốc giảm

B Tần số không đổi, bước sóng giảm

C Tần số giảm, bước sóng tăng

D A và B đúng, C sai

Câu 6: Trong hiện tượng tán sắc của ánh sáng trắng qua lăng kính, tia đỏ có góc lệch nhỏ nhất, tia tím có góc lêch lớn nhất vì

A bước sóng của tia tím lớn nhất, bước sóng của tia đỏ là nhỏ nhất

B tia tím có năng lượng lớn, tia đỏ có năng lượng nhỏ

C chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nhỏ nhất còn chiết suất của lăng kính đối với tia tím là lớn

nhất

D vận tốc của tia đỏ là nhỏ nhất, của tia tím là lớn nhất

Câu 7: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về ánh sáng đơn sắc?

A Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu xác định gọi là màu đơn sắc

B Trong chân không, mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng xác định

C Vận tốc truyền của một ánh sáng đơn sắc trong các môi trường trong suốt khác nhau là như nhau

D Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính

Bài 25: GIAO THOA ÁNH SÁNG

A BÀI HỌC

I HIỆN TƢỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG

Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ:

+ Ánh sáng từ nguồn sáng điểm S truyền đến một lỗ tròn nhỏ O

+ Nếu ánh sáng truyền thẳng thì cho ta vết sáng tròn D

+ Nhưng thực tế, ta thu được vết sáng tròn D’ lớn hơn

II HIỆN TƢỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG

1 Thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng:

Bố trí thí nghiệm như hình vẽ, hai khe

hẹp F1, F2 đặt cách đều khe hẹp F chừng vài

chục xentimet, màn M là một tấm kính mỏng

trong suốt

+ Ánh sáng từ đèn Đ sau khi nhiễu xạ

qua khe hẹp F trở thành một nguồn sáng

mới chiếu sáng 2 khe hẹp F1 và F2 Ánh sáng nhiễu xạ qua hai khe hẹp F1, F2 cùng rọi vào màn M

+ Dùng kính lúp quan sát trên màn M, thấy có một hệ vân có nhiều màu

+ Nếu đặt một tấm kính màu giữa đèn và khe F thì trên màn có những vạch sáng và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau

Để giải thích hiện tượng có những vạch tối trong vùng hai sóng gặp nhau, ta phải thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng: Hai sóng phát đi từ F1 và F2 cùng được chiếu sáng từ khe F, là hai sóng kết hợp

+ Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau

+ Những vạch sáng là chỗ hai sóng tăng cường lẫn nhau

=> Những vạch sáng và tối xen kẽ nhau chính là hệ vân giao thoa của hai sóng ánh sáng

2 Vị trí các vân sáng: Sơ đồ rút gọn của thí nghiệm Y-âng

+ O: Điểm trên màn cách đều hai khe F1 và F2

+ a: khoảng cách giữa hai khe F1 và F2

+ D: khoảng cách từ hai khe F1, F2 đến màn

+ x: vị trí của một điểm A trên màn là khoảng cách từ điểm A đến O

+ d1 và d2 lần lượt là khoảng cách từ điểm A đến

d2 1

- Để tại A có một vân sáng thì hai sóng gặp nhau tại

A phải tăng cường lẫn nhau, tức là ta phải có:

x 

, với k=0, 1,2,3… x: là khoảng cách từ O đến vân sáng thứ k

k: gọi là bậc giao thoa của vân sáng thứ k

- Để tại A có một vân tối thì hai sóng gặp nhau tại A phải triệt tiêu lẫn nhau, tức là ta phải có:

x là khoảng cách từ O đến vân tối

Những vân sáng và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau

Đối với các vân tối, không có khái niệm bậc giao thoa

3 Khoảng vân:

- Định nghĩa: Khoảng vân i là khoảng cách giữa hai vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp

- Công thức tính khoảng vân: ix k1x k;

- Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định

- Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng từ 380nm( ánh sáng tím) đến chừng 760nm(ánh sáng màu đỏ) mới gây ra cảm giác sáng, gọi là các ánh sáng nhìn thấy được( ánh sáng khả kiến)

- Ánh sáng Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục

- Khoảng bược sóng trong chân không của bảy màu cầu vồng (chỉ tham khảo):

+ Màu đỏ: λ từ 640→760nm

a Tính khoảng vân và bước sóng của bức xạ

b Xác định khoảng cách từ vân sáng chính giữa đến vân sáng bậc bốn

ĐS: a i=0, 45mm; 0, 6 µm; b x4=1, 8mm

2 Trong một thí nghiệm Y-âng, hai khe F1, F2 cách nhau 1, 2mm và cách màn quan sát 0, 8m Bước sóng của ánh sáng là 546nm

a Tính khoảng vân và tần số của ánh sáng

b Tìm vị trí vân sáng bậc 5 và vân tối thứ hai trên màn

Hz; b tại M1 là vân sáng bậc ba, tại M2 là vân tối thứ ba

4 Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe F1 và F2 được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc Khoảng cách giữa hai khe là a, khoảng cách giữa mặt phẳng chứa hai khe và màn quan sát M là D

a Biết a=3mm, D=3m, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp là 4mm, tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc

b Xác định vị trí vân sáng bậc hai và vân tối thứ ba

c Thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng Tính bề rộng quang phổ bậc một và quang phổ bậc hai trên màn quan sát M Lấy giới hạn của miền quang phổ khả kiến là 380nm và 760nm

ĐS: a λ=0, 5µm; b xs2=1mm, xt3=1, 25mm; c x s1 x d1x t1=0, 38mm, x s2 x d2x t2=0, 76mm

5 Trong một thí nghiệm Y-âng, hai khe F1, F2 cách nhau một khoảng a=1, 8mm Hệ vân được quan sát qua một kính lúp, trong đó có một thước đo cho phép ta đo các khoảng vân chính xác tới 0, 01mm( gọi là thị

kính trắc vi) Ban đầu, người ta đo được 16 khoảng vân và được giá trị 2, 4mm Dịch chuyển kính lúp ra xa thêm 30cm cho khoảng vân rộng thêm thì đo được 12 khoảng vân và được giá trị 2, 88mm

Câu 1: Hai sóng ánh sáng phát ra từ hai nguồn nào dưới đây là hai sóng kết hợp?

A Hai ảnh thật của cùng một ngọn đèn xanh qua hai thấu kính hội tụ khác nhau

A tập hợp các vạch màu cầu vồng xen kẽ các vạch tối cách đều nhau

B một dải ánh sáng màu cầu vồng biến thiên liên tục từ đỏ đến tím

C chính giữa là một vạch sáng trắng, hai bên có những dải màu như cầu vồng

D tập hợp các vạch sáng trắng và tối xen kẽ nhau

Câu 3: Trong một thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng thu được một kết quả λ=0, 526µm Ánh sáng dùng trong thí nghiệm có màu

A đỏ

B vàng

C lục

D tím

Câu 4: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe F1, F2, một điểm M nằm trên màn M, cách

F1 và F2 những khoảng lần lượt là d1 và d2 M sẽ nằm trên vân tối khi

A d2d1 k

B

a

D k d

d2 1 

Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe F1, F2, một điểm M nằm trên màn M, cách

F1 và F2 những khoảng lần lượt là d1 và d2 M sẽ nằm trên vân sáng khi

A d2d1 k

B

D

ai k d

x 2 

B

a

D k

x 

a

D k

Câu 10: Trong thí nghiệm với khe Y-âng, nếu dùng ánh sáng tím có bước sóng 0, 4 µm thì khoảng

vân đo được là 0, 2mm Hỏi nếu dùng ánh sáng đỏ có bước sóng 0, 7 µm thì khoảng vân đo được sẽ là bao nhiêu?

A 0, 3mm

B 0, 35mm

C 0, 4mm

D 0, 45mm

Câu 11: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách 2 khe là 0, 5mm, từ hai khe đến

màn giao thoa là 2m Đo bề rộng của 10 vân sáng liên tiếp được 1, 8cm Suy ra bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong thí nghiệm là

A 0, 5µm

B 0, 45µm

C 0, 72µm

D 0, 8µm

Câu 12: Trong một thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe Y-âng cách nhau 3mm, hình ảnh

giao thoa được hứng trên màn M cách hai khe 3m Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp đo được là 4mm Bước sóng của ánh sáng đó là

A 0, 4 µm

B 0, 50 µm

C 0, 55 µm

D 0, 60 µm

Câu 13: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, người ta được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến

vân sáng thứ mười ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2, 4mm Khoảng vân là

A i=4, 0mm

B i=0, 4mm

C i=6, 0mm

D i=0, 6mm

Câu 14: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1mm, khoảng

cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ Trên màn quan sát thu được hình ảng giao thoa có khoảng vân i=1, 2mm Giá trị của λ bằng

A 0, 6 µm

B 0, 45 µm

C 0, 65 µm

D 0, 75 µm

Câu 15: Trong thí nghiệm Y-âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ, người ta

đo được khoảng cách từ hai khe F1, F2 đến màn là 1, 5m, khoảng cách giữa hai khe F1, F2 là 3mm, khoảng cách từ vân sáng trung tâm (coi là vân sáng bậc không) đến vân sáng bậc năm trên màn là 1, 5mm Tìm λ

A 0, 6 µm

B 0, 75 µm

C 0, 5 µm

D 0, 4 µm

Câu 16: Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, đo được khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân

sáng thứ 10 ở cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2, 4mm, khoảng cách giữa 2 khe Y-âng là 1mm, khoảng cách từ màn chứa hai khe đến màn quan sát là 1m Màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là

A đỏ

B lục

C chàm

D tím

Câu 17: Hai khe Y-âng cách nhau 3mm được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0, 6µm, các

vân giao thoa được hứng trên màn cách hai khe 2m Tại M cách vân trung tâm 1, 2mm có

A vân sáng bậc 2

B vân sáng bậc 3

C vân tối thứ 2

D vân tối thứ 3

Câu 18: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách 2 khe là 0, 5mm, từ hai khe đến

màn giao thoa là 2m Bước sóng của ánh sáng trong thí nghiệm là 4 10-7m Tại điểm cách vân trung tâm 5, 6mm là vân gì? Thứ mấy?

A vân tối thứ 3

B vân sáng thứ 3

C vân sáng thứ 4

D vân tối thứ 4

Câu 19: Thực hiện giao thoa ánh sáng có bước sóng λ=0, 6 µm với hai khe Y-âng cách nhau 0, 5mm

Màn ảnh cách hai khe một khoảng 2m Ở các điểm M và N ở hai bên vân sáng trung tâm, cách vân sáng trung tâm 3, 6mm và 2, 4mm, ta có vân tối hay vân sáng?

A vân ở M và N đều là vân sáng

B vân ở M và N đều là vân tối

C ở M là vân sáng, ở N là vân tối

D ở M là vân tối, ở N là vân sáng

Câu 20: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khi chiếu vào các khe sáng đồng thời hai ánh

sáng đơn sắc có bước sóng λ1 và λ2, ta quan sát được trên màn hai hệ vân giao thoa với khoảng vân lần lượt

là i1=0, 3mm và i2=0, 2mm Tìm khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng gần nhất cùng màu với nó

A 0, 2mm

B 0, 3mm

C 0, 5mm

D 0, 6mm

Câu 21: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe hẹp là 1 mm,

khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m Ánh sáng chiếu vào hai khe có bước sóng

0, 5 µm Khoảng cách từ vân sáng trung tâm đến vân sáng bậc 4 là

A 4 mm

B 2, 8 mm

C 2 mm

D 3, 6 mm

Câu 22: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, các khe hẹp được chiếu sáng bởi ánh sáng

đơn sắc Khoảng vân trên màn là 1, 2 mm Trong khoảng giữa hai điểm M và N trên màn ở cùng một phía so với vân sáng trung tâm, cách vân trung tâm lần lượt 2 mm và 4, 5 mm, quan sát được

A 2 vân sáng và 3 vân tối

B 2 vân sáng và 1 vân tối

C 3 vân sáng và 2 vân tối

D 2 vân sáng và 2 vân tối

Câu 23: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng đồng thời bởi hai

bức xạ đơn sắc có bước sóng lần lượt là λ1 và λ2 Trên màn quan sát có vân sáng bậc 12 của λ1 trùng với vân sáng bậc 10 của λ2 Tỉ số λ1/λ2 bằng

A 2/3

B 5/6

C 6/5

D 3/2

Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm,

khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 1, 2m Chiếu sáng hai khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm hai ánh sáng đơn sắc có bước sóng 500nm và 660nm thì thu được hệ vân giao thoa trên màn Biết vân sáng chính giữa ( trung tâm) ứng với hai bức xạ trên trùng nhau Khoảng cách từ vân chính giữa đến vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa là

A 4, 9mm

B 19, 8mm

C 9, 9mm

D 29, 7mm

Câu 25: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có

bước sóng λ Nếu tại điểm M trên màn quan sát có vân tối thứ ba (tính từ vân sáng trung tâm) thì hiệu đường

đi của ánh sáng từ hai khe S1, S2 đến M có độ lớn bằng

A 3λ

B 2λ

C 1, 5λ

D 2, 5λ

Câu 26: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai bức xạ đơn

sắc, trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 720 nm và bức xạ màu lục có bước sóng λ (có giá trị trong khoảng từ 500 nm đến 575 nm) Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục Giá trị của λ là

A 540 nm

B 500 nm

C 560 nm

D 520 nm

Câu 27: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng trắng có

bước sóng từ 380 nm đến 760 nm Khoảng cách giữa hai khe là 0, 8 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2 m Trên màn, tại vị trí cách vân trung tâm 3 mm có vân sáng của các bức xạ với bước sóng

A 0, 40 μm và 0, 64 μm

B 0, 48 μm và 0, 56 μm

C 0, 45 μm và 0, 60 μm

D 0, 40 μm và 0, 60 μm

Câu 28: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có

bước sóng 0, 6 μm Khoảng cách giữa hai khe là 1 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2, 5 m, bề rộng miền giao thoa là 1, 25 cm Tổng số vân sáng và vân tối có trong miền giao thoa

Bài 26: CÁC LOẠI QUANG PHỔ

A BÀI HỌC

I MÁY QUANG PHỔ LĂNG KÍNH

1 Chức năng

- Là dụng cụ quang học để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc

- Hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng

2 Cấu tạo: Gồm ba bộ phận chính:

- Ống chuẩn trực: gồm khe F ở

tiêu diện của thấu kính hội tụ L1 để

tạo chùm sáng song song

- Hệ tán sắc: là hệ lăng kính P

phân tích chùm sáng song song

thành nhiều chùm đơn sắc song song

- Buồng tối (buồng ảnh): gồm

thấu kính L2 làm hội tụ chùm sáng

đơn sắc thành những vạch màu đơn sắc trên mặt tiêu diện Tấm phim ảnh K (kính ảnh) đặt tại tiêu diện của L2 để thu ảnh của quang phổ

II QUANG PHỔ PHÁT XẠ

1 Định nghĩa: Quang phổ của ánh sáng do các chất, rắn, lỏng, khí được nung nóng đến nhiệt độ cao

phát ra gọi là quang phổ phát xạ của chúng

2 Phân loại:gồm hai loại quang phổ liên tục và quang phổ vạch

a Quang phổ liên tục:

Định nghĩa: Quang phổ liên tục là một dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím

Nguồn phát sinh: Các vật rắn, lỏng, khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng

Đặc điểm: Quang phổ của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì giống nhau, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sang

b Quang phổ vạch:

Định nghĩa: là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối

Nguồn phát sinh: do chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt, hay bằng điện

Đặc điểm: Quang phổ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng vạch, vị trí vạch, độ sáng tỉ đối giữa các vạch Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó

III QUANG PHỔ HẤP THỤ

1 Định nghĩa: là quang phổ có những vạch tối nằm trên một nền quang phổ liên tục

2 Nguồn phát sinh: chất rắn, lỏng, khí khi bị ánh sáng chiếu vào đều có thể cho quang phổ hấp thụ

3 Đặc điểm: nhiệt độ của đám khi hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ nguồn sáng phát ra phổ liên

tục, đám hơi có khả năng phát ra ánh sáng nào nó có khả năng hấp thụ ánh sáng đó

B BÀI TẬP

I Trắc nghiệm

Câu 1: Phát biểu nào sau đây không đúng ?

A Trong máy quang phổ, ống chuẩn trực có tác dụng tạo ra chùm tia sáng song song

B Trong máy quang phổ buồng tối nằm phía sau lăng kính

C Trong máy quang phổ, lăng kính có tác dụng phân tích chùm sáng phức tạp song song thành các

chùm đơn sắc song song

D Trong máy quang phổ, quang phổ của một chùm sáng thu được trong buồng tối luôn là một dải sáng

có màu cầu vồng

Câu 2: Phát biểu nào đúng khi cho ánh sáng trắng chiếu vào máy quang phổ ?

A Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trước khi đi qua thấu kính của buồng tối là một

chùm tia phân kì có nhiều màu khác nhau

B Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trước khi đi qua thấu kính của buồng tối gồm nhiều chùm tia sáng màu song song

C Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trước khi đi qua thấu kính của buồng tối là một

chùm tia phân kì màu trắng

D Chùm sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trước khi đi qua thấu kính của buồng tối là một

chùm tia sáng màu song song

Câu 3: Chọn phát biểu đúng về điều kiện phát sinh của các loại quang phổ

A Chất rắn, lỏng, khí có khối lượng riêng lớn khi bị nung nóng đều phát quang phổ liên tục

B Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị nung nóng thì phát ra quang phổ vạch

C Chiếu một chùm ánh sáng trắng qua một khối khí hay hơi được nung nóng ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt

độ của nguồn phát ánh sáng trắng sẽ thu được quang phổ hấp thụ

B một chùm tia phân kỳ có nhiều màu

C một tập hợp nhiều chùm tia song song, mỗi chùm có một màu

D một chùm tia phân kỳ màu trắng

Câu 6: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quang phổ vạch

A Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ hấp thụ của cùng một nguyên tố thì giống nhau về màu sắc và

số lượng các vạch

B Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ hấp thụ của cùng một nguyên tố thì giống nhau về vị trí và số

lượng các vạch

C Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ hấp thụ đều có thể dùng để nhận biết sự có mặt củ một

nguyên tố nào đó trong nguồn cần khảo sát

D Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ hấp thụ đều đặc trưng cho nguyên tố

Câu 7: Chỉ ra phát biểu sai

A Quang phổ liên tục là một dải sáng có màu biến đổi liên tục

B Quang phổ liên tục phát ra từ các vật có áp suất lớn khi bị nung nóng

C Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng, mà chỉ phụ thuộc vào

nhiệt độ của nguồn sáng

D Vùng sáng mạnh trong quang phổ liên tục bị dịch về phía bước sóng dài khi nhiệt độ của nguồn sáng

tăng lên

Câu 8: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về máy quang phổ dùng lăng kính

A Máy quang phổ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau

B Máy quang phổ dùng lăng kính hoạt động trên nguyên tắc của hiện tượng tán sắc ánh sáng

C Máy quang phổ dùng lăng kính có ba bộ phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc, buồng tối

D Máy quang phổ dùng lăng kính có bộ phận chính là buồng tối

Câu 9: Quang phổ Mặt Trời được máy quang phổ ghi được là

C khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp

D khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất cao

Câu 11: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về máy quang phổ

A Là dụng cụ dùng để phân tích chùm ánh ánh sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn

sắc khác nhau

B Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng

C Dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra

D Bộ phận của máy làm nhiệm vụ tán sắc ánh sáng là thấu kính

Câu 12: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau

B Mỗi nguyên tố hóa học ở trạng thái khí hay hơi ở áp suất thấp được kích thích phát sáng có một

quang phổ vạch phát xạ đặc trưng

C Quang phổ vạch phát xạ là những dải màu biến đổi liên tục nằm trên một nền tối

D Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống các vạch sáng màu nằm riêng rẽ trên một nền tối

Câu 13: Để thu được quang phổ vạch hấp thụ thì

A Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải lớn hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng

B Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng

C Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải bằng nhiệt độ của nguồn sáng trắng

D Áp suất của đám khí hấp thụ phải lớn

Câu 14: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Vị trí vạch tối trong quang phổ hấp thụ của một nguyên tố trùng với vị trí vạch sáng màu trong

quang phổ vạch phát xạ của nguyên tố đó

B Trong quang phổ vạch hấp thụ các vạch tối cách đều nhau

C Trong quang phổ vạch phát xạ các vạch sáng và vạch tối cách đều nhau

D Quang phổ vạch của các nguyên tố hóa học đều giống nhau ở cùng một nhiệt độ

Câu 15: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

Cho các chùm sáng sau: trắng, đỏ, vàng, tím

A Ánh sáng trắng bị tán sắc khi đi qua lăng kính

B Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu được quang phổ liên tục

C Mỗi chùm ánh sáng trên đều có một bước sóng xác định

D Ánh sáng tím bị lệch về phía đáy của lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính đối với nó lớn

nhất

Câu 16: Khi nói về quang phổ vạch phát xạ, phát biểu nào sau đây là sai?

A Quang phổ vạch phát xạ của một nguyên tố là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách

nhau bằng những khoảng tối

B Trong quang phổ vạch phát xạ của hiđrô, ở vùng ánh sáng nhìn thấy có bốn vạch đặc trưng là vạch

đỏ, vạch lam, vạch chàm và vạch tím

C Quang phổ vạch phát xạ do chất rắn và chất lỏng phát ra khi bị nung nóng

D Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố hóa học khác nhau thì khác nhau

Câu 17: Chiếu ánh sáng trắng do một nguồn nóng sáng phát ra vào khe hẹp F của một máy quang phổ

lăng kính thì trên tấm kính ảnh (hoặc tấm kính mờ) của buồng ảnh sẽ thu được

A ánh sáng trắng

B bảy vạch sáng từ đỏ đến tím, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối

C các vạch màu sáng, tối xen kẽ nhau

D một dải có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục

Câu 18: Quang phổ vạch phát xạ

A là một hệ thống những vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối

B là một dải có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục

C do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng

D của các nguyên tố khác nhau, ở cùng một nhiệt độ thì như nhau về độ sáng tỉ đối của các vạch

BÀI 27: TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

A BÀI HỌC

I PHÁT HIỆN TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

Thực hiện thí nghiệm mô tả ở

bài học (trang 138-SGK), ta nhận

thấy: Ở ngoài quang phổ ánh sáng

nhìn thấy, ở cả hai đầu đỏ và tím,

còn có những bức xạ mà mắt không

nhìn thấy

- Bức xạ không nhìn thấy ở

ngoài vùng màu đỏ gọi là bức xạ(hay tia) hồng ngoại

- Bức xạ không nhìn thấy ở ngoài vùng màu tím gọi là bức xạ(hay tia) tử ngoại

II BẢN CHẤT VÀ TÍNH CHUNG CỦA TIA HỒNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI

1 Bản chất: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại và tia sáng thông thường phát hiện bằng cùng một dụng cụ

nên có cùng bản chất là sóng điện từ

2 Tính chất:

- Tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ

- Gây ra hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ

- Tia hồng ngoại có bước sóng trải từ 760 nm đến khoảng vài milimét “Miền hồng ngoại” Có thể phát

và thu tia hồng ngoại ở vùng bước sóng vài milimét bằng cả hai phương pháp: phương pháp phát và thu tia hồng ngoại; phương pháp phát và thu sóng vô tuyến

- Tia tử ngoại có bước sóng trải từ 380 nm đến khoảng vài nanomét “Miền tử ngoại”

III TIA HỒNG NGOẠI

1 Cách tạo ra

Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0 K đều phát ra tia hồng ngoại Để phân biệt được tia hồng ngoại do vật phát ra, thì vật phải có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường

- Bếp ga, bếp than là những nguồn phát ra tia hồng ngoại để đun, sưởi ấm, sấy khô,

- Đèn dây tóc nhiệt độ thấp, điốt phát quang hồng ngoại, chúng tạo ra chùm tia hồng ngoại định hướng

xe ban đêm, camêra để chụp ảnh và quay phim ban đêm, …

- Có thể biến điệu như sóng điện từ Ứng dụng tạo ra bộ điều khiển từ xa dùng hồng ngoại để đóng, mở

ti vi, quạt, …

IV TIA TỬ NGOẠI

1 Nguồn tử ngoại:

- Những vật có nhiệt độ cao (từ 20000C trở lên) đều phát ra tia tử ngoại Phổ tử ngoại của vật khi nhiệt

độ vật càng cao thì càng kéo dài hơn về phía sóng ngắn

- Hồ quang điện có nhiệt độ trên 30000C phát ta tia tử ngoại mạnh; Bề mặt của Mặt Trời có nhiệt độ chừng 60000C phát ra tia tử ngoại rất mạnh

- Trong phòng thí nghiệm, bệnh viện, nhà máy thực phẩm, … nguồn phát ra tia tử ngoại là đèn hơi thủy ngân

2 Tính chất:

- Tác dung lên phim ảnh

- Làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác

- Kích thích sự phát quang của nhiều chất

- Kích thích nhiều phản ứng hóa học

- Tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào da (làm cháy nắng), tế bào võng mạc, diệt khuẩn, nấm nốc, …

- Bị nước, thủy tinh, … hấp thụ mạnh nhưng có thể tryền qua được thạch anh (Thạch anh, nước, không khí trong suốt đối với các tia tử ngoại có bước sóng: 0, 38µm > > 0, 2µm )

- Tần ôzôn hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại dưới 300nm ( < 0, 3µm) nên là “tấm áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị hủy diệt bởi tia tử ngoại của Mặt Trời

3 Công dụng:

- Trong y học được sử dung để tiệt trùng, chữa bệnh còi xương

- Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm

- Trong công nhiệp cơ khí, tia tử ngoại được sử dụng để tìm vết nức trên bề mặt các vật bằng kim loại…

B BÀI TẬP

I Trắc nghiệm

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Tia hồng ngoại là một bức xạ đơn sắc màu hồng

B Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn 0, 38µm

C Các vật đều có thể phát ra tia hồng ngoại

D Tia hồng ngoại bị lệch trong điện trường và từ trường

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia hồng ngoại do các vật bị nung nóng phát ra

B Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng lớn hơn 0, 76 m

C Tia hồng ngoại có tác dụng lên mọi kính ảnh

D Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt rất mạnh

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Tia hồng ngoại có khả năng đâm xuyên rất mạnh

B Tia hồng ngoại có thể kích thích cho một số chất phát quang

C Tia hồng ngoại chỉ được phát ra từ các vật bị nung nóng có nhiệt độ trên 5000oC

D Mắt người không nhìn thấy được tia hồng ngoại

Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Vật có nhiệt độ trên 3000oC phát ra tia tử ngoại rất mạnh

B Tia tử ngoại không bị thủy tinh hấp thụ

C Tia tử ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím

D Tia tử ngoại có tác dụng nhiệt

Câu 5: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia tử ngoại có tác dụng sinh lý

B Tia tử ngoại kích thích sự chất phát quang của nhiều chất

C Tia tử ngoại tác dụng lên kính ảnh

D Tia tử ngoại không làm ion hóa các chất khí

Câu 6: Trong một thí nghiệm Young sử dụng một bức xạ đơn sắc Khoảng cách giữa hai khe S1 và

S2 là a = 3 mm Màn hứng vân giao thoa là một phim ảnh đặt cách S1, S2 một khoảng D = 45 cm Sau khi tráng phim thấy trên phim có một loạt các vạch đen song song cách đều nhau Khoảng cách từ vạch thứ nhất đến vạch thứ 37 là 1, 39 mm Bước sóng của bức xạ sử dụng trong thí nghiệm là

A 0, 257 m

B 0, 250 m

C 0, 129 m

D 0, 125 m

Câu 7: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Tia tử ngoại là bức xạ do vật có khối lượng riêng lớn phát ra

B Tia tử ngoại là một trong những bức xạ mà mắt người có thể thấy được

C Tia tử ngoại có bước sóng nhỏ hơn 200nm không bị thạch anh hấp thụ

D Tia tử ngoại không có tác dụng diệt khuẩn

D Tia tử ngoại

Câu 10: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ

B Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn tia tử ngoại

C Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy

D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có tác dụng nhiệt

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia X và tia tử ngoại đều có bản chất là sóng điện từ

B Tia X và tia tử ngoại đều tác dụng lên kính ảnh

C Tia X và tia tử ngoại đều kích thích một số chất phát quang

D Tia X và tia tử ngoại đều bị lệch khi đi qua một điện trường mạnh

Câu 12: Tia X được tạo ra bằng cách nào sau đây?

A Cho một chùm electron nhanh bắn vào một kim loại khó nóng chảy có nguyên tử lượng lớn

B Cho một chùm electron chậm bắn vào một kim loại

C Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có nguyên tử lượng lớn

D Chiếu tia tử ngoại vào một kim loại

Câu 13: Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây là đúng?

A Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có khả năng ion hóa chất khí như nhau

B Nguồn phát ra tia tử ngoại thì không thể phát ra tia hồng ngoại

C Tia hồng ngoại gây ra hiện tượng quang điện còn tia tử ngoại thì không

D Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy

Câu 14: Tia tử ngoại

A có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia gamma

B có tần số tăng khi truyền từ không khí vào nước

C không truyền được trong chân không

D được ứng dụng để khử trùng, diệt khuẩn

Câu 15: Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào dưới đây là sai?

A Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt

B Tia hồng ngoại có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng đỏ

C Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần

D Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hoá học

Câu 16: Tia tử ngoại được dùng

A để tìm khuyết tật bên trong sản phẩm bằng kim loại

B trong y tế để chụp điện, chiếu điện

C để chụp ảnh bề mặt Trái Đất từ vệ tinh

D để tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm bằng kim loại

Bài 28: TIA X

A BÀI HỌC

I Phát hiện tia X: Từ các thí nghiệm của mình, Rơn-ghen đã rút ra kết luận: Mỗi khi một chùm tia catot

-tức là một chùm electron có năng lượng lớn- đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X

II Cách tạo tia X: Dùng ống Cu-lít-giơ để tạo tia X

1 Cấu tạo: Ống Cu-lít-giơ là một ống thuỷ tinh, bên trong là

chân không, gồm:

+ Dây nung FF’ bằng vonfram, dùng làm nguồn electron

+ Catot K hình chỏm cầu, làm các electron phóng ra hội

tụ vào anot A

-+ Anot A làm bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao, được làm nguội bằng một dòng nước

2 Hoạt động:

- Dây FF’ được nung nóng bằng một dòng điện và phóng ra các electron

- Điện trường mạnh giữa anot và catot kéo các elecron đến đập mạnh vào A, làm anot A phát ra tia X

III Bản chất và tính chất của tia X:

1 Bản chất: Tia X là sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ 10-11m đến 10-8

m

2 Tính chất:

- Tính chất nổi bật nhất của tia X là khả năng đâm xuyên, dễ dàng đi qua các vật không trong suốt như

gỗ, giấy, vải, thịt, da…, khó đi qua mô cứng và kim loại hơn ( xuyên qua nhôm dày vài xentimet, xuyên qua chì cỡ vài milimet) Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn ( càng cứng)

- Tia X làm đen kính ảnh nên trong y tế, người ta thường chụp điện thay cho quan sát trực tiếp bằng mắt

- Tia X làm phát quang một số chất; ví dụ như platino-xianua-bari Vì vậy, chất này được dùng làm màn quan sát khi chiếu điện

- Tia X làm ion hoá không khí, được ứng dụng dùng để đo liều lượng tia X hoặc khi rọi vào vật làm vật bứt ra electron

- Tia X có tác dụng sinh lí, nó huỷ diệt tế bào Vì vậy người ta dùng tia X để chữa trị ung thư nông (tia

X có đủ tính chất của tia tử ngoại)

3 Ứng dụng: Tia X được dùng để:

- Chuẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học

- Trong công nghiệp, dò các khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong các tinh thể

- Sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay

- Trong các phòng thí nghiệm, được dùng để nghiên cứu thành phần và cấu trúc của các vật rắn

IV Thang sóng điện từ:

- Tia gamma phát ra từ hạt nhân nguyên tử, có tính chất giống tia X, nhưng có khả năng đâm xuyên

mạnh hơn

- Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma, đều có cùng bản chất, cùng là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số( hay bước sóng) Các sóng này tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ

- Sự khác nhau về tần số ( hay bước sóng từ hàng chục kilomet đến cỡ 10-12 10-15m) của các loại sóng điện từ đã dẫn đến sự khác nhau về tính chất và tác dụng của chúng

B BÀI TẬP

I Tự luận

1 Điện áp giữa anot và catot của một ống Cu-lít-giơ là 19, 8kV Cho biết khối lượng và điện tích của

một elctron là me=9, 1 10-31kg, -e=-1, 6 10-19C

a Tính động năng cực đại của các electron khi đập vào anot

b Tính tốc độ cực đại của các elctron khi đập vào anot

ĐS: a Wđmax = 3, 168 10-15J; b vmax = 83440 km/s

2 Điện áp giữa anot và catot của một ống Cu-lít-giơ là 14kV Cho biết khối lượng và điện tích của một

elctron là me=9, 1 10-31kg, -e=-1 6 10-19C

a Tính động năng của các electron khi đập vào anot

b Tính tốc độ của các elctron khi đập vào anot

ĐS: a Wđmax = 2, 24 10-15J; b vmax = 70165 km/s

3 Một ống Cu-lít-giơ có công suất trung bình 500W, điện áp giữa anot và catot có giá trị 12kV Hãy

tính

a Cường độ dòng điện trung bình

b Số electron trung bình qua ống trong mỗi giây

c Tốc độ cực đại của các eletron khi tới anot

ĐS: a I=0, 042A; b Ne=2, 625 1017electron; c vmax= 64960km/s

4 Nếu hiệu điện thế giữa 2 cực của một ống Cu-lít-giơ bị giảm 2000V thì tốc độ của các electron tới

anot giảm 5200km/s Hãy tính hiệu điện thế của ống và tốc độ của các electron

ĐS: U=14kV và v=70, 2 106

m/s

II Trắc nghiệm

Câu 1: Chọn câu không đúng

A Tia X có khả năng xuyên qua một lá nhôm mỏng

B Tia X có tác dụng mạnh lên kính ảnh

C Tia X là bức xạ có thể trông thấy được vì nó làm một số chất phát quang

D Tia X là bức xạ có hại đối với sức khỏe con người

Câu 2: Chọn câu đúng

A Tia X là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại

B Tia X có không tác dụng lên kính ảnh

C Tia X có thể được phát ra từ các đèn điện

D Tia X có thể xuyên qua tất cả mọi vật

Câu 3: Chọn phát biểu đúng Tia Rơn-ghen phát ra từ ống Cu-lit-giơ là

A chùm electron được tăng tốc trong điện trường mạnh

B chùm photon phát ra từ catot khi bị đốt nóng

C sóng điện từ có bước sóng rất dài

D sóng điện từ có tần số rất lớn

Câu 4: Khi nói về tia X, phát biểu nào sau đây là sai?

A Tia X là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 10-11m đến 10-8

m

B Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh

C Tia X có bước sóng càng dài sẽ đâm xuyên càng mạnh

D Tia X có thể dùng để trị một số bệnh ung thư nông

Câu 5: Tia X được tạo ra bằng cách nào sau đây?

A Cho một chùm electron nhanh bắn vào một kim loại khó nóng chảy có khối lượng nguyên tử lớn

B Cho một chùm electron chậm bắn vào một kim loại

C Chiếu tia tử ngoại vào kim loại có khối lượng nguyên tử lớn

D Chiếu tia hồng ngoại vào một kim loại

Câu 6: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của tia X?

A có khả năng huỷ diệt tế bào

B xuyên qua lớp chì dày cỡ vài xentimet

C chữa ung thư nông

D làm ion hoá chất khí

Câu 7: Trong ống Cu-lít-giơ, phần lớn động năng của các electron truyền cho đối âm cực chuyển hoá thành

A năng lượng của chùm tia X

B nội năng làm nóng anot

C năng lượng của tia tử ngoại

D năng lượng của tia hồng ngoại

Câu 8: Cơ thể con người bình thường có thể phát ra được bức xạ nào dưới đây?

Câu 10: Trong các loại tia: tia Rơn- ghen, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia màu lục thì tia có tần số nhỏ

nhất là

A tia hồng ngoại

B tia màu lục

C tia tử ngoại

D tia Rơn- ghen

Câu 11: Phát biểu nào sau đây là sai khi so sánh tia Rơn- ghen với tia gamma?

A Tia X và tia gamma đều có bản chất là sóng điện từ

B Tia X và tia gamma đều có khả năng đâm xuyên các vật không trong suốt

C Tia gamma có năng lượng lớn hơn năng lượng của tia X

D Tia X có bước sóng ngắn hơn tia gamma

Câu 12: Tia Rơn- ghen có

A cùng bản chất với sóng âm

B bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại

C cùng bản chất với sóng vô tuyến

D điện tích âm

Câu 13: Điện áp giữa anot và catot của một ống Cu-lít-giơ là 10kV Cho biết điện tích của một elctron

là e=-1,6.10-19C Động năng cực đại của các electron khi đập vào anot (vận tốc ban đầu của electron bằng 0)

A -1, 6 10-18J

B 1, 6 10 -15 J

C 2, 26 10-18J

D 2, 26 10-15J

Câu 14: Điện áp giữa anot và catot của một ống Cu-lít-giơ là 12kV Cho biết khối lượng và điện tích

của một elctron là me = 9,1.10-31kg, e= -1, 6.10-19C, bỏ qua vận tốc ban đầu của electron Tốc độ cực đại của các electron đập vào anot là

A 7, 725 107 m/s

B 6, 496 10 7 m/s

C 2, 443 106m/s

D 2, 053 106m/s

Câu 15: Tia Rơn-ghen (tia X) có bước sóng

A nhỏ hơn bước sóng của tia hồng ngoại

B nhỏ hơn bước sóng của tia gamma

C lớn hơn bước sóng của tia màu đỏ

D lớn hơn bước sóng của tia màu tím

Câu 16: Trong các loại tia: Rơn-ghen, hồng ngoại, tử ngoại, đơn sắc màu lục; tia có tần số nhỏ nhất là

A tia hồng ngoại

B tia Rơn-ghen

C tia đơn sắc màu lục

CHƯƠNG VI: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG BÀI 30: HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

A BÀI HỌC

I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN

1 Thí nghiệm của Hec về hiện tượng quang điện:

- Gắn một tấm kẽm tích điện âm vào cần của một tĩnh điện kế, kim của tĩnh điện kế lệch một góc nào đó

- Chiếu một chùm sáng phát ra từ hồ quang vào tấm kẽm thì góc lệch của kim tĩnh điện kế giảm đi

- Thí nghiệm chứng tỏ ánh sáng hồ quang đã làm bật electron ra khỏi mặt tấm kẽm

2 Định nghĩa: Hiện tượng ánh sáng làm bật các electron ra khỏi mặt kim loại gọi là hiện tượng quang

điện (ngoài)

3 Thí nghiệm chứng tỏ bức xạ tử ngoại trong chùm sáng của hồ quang gây ra hiện tượng quang điện ở

kẽm, còn ánh sáng nhìn thấy thì không

II ĐỊNH LUẬT VỀ GIỚI HẠN QUANG ĐIỆN

Đối với mỗi kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn hơn hay bằng giới hạn quang điện λ0của kim loại đó (λ ≤ λ0), mới gây ra được hiện tượng quang điện

- Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là đặc trưng riêng của kim loại đó

- Thuyết sóng điện từ về ánh sáng không giải thích được định luật về giới hạn quang điện, mà chỉ có thể giải thích được bằng thuyết lượng tử ánh sáng

III THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1 Giả thuyết Plăng ( Max Flanck): Năm 1900, Plăng đề ra giả thuyết sau:

Lượng năng lượng mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ có giá trị hoàn toàn xác định và bằng h f; trong đó f là tần số của ánh sáng bị hấp thụ hay được phát ra; còn h là một hằng số

=> Giả thuyết Plăng đã được rất nhiều sự kiện thực nghiệm xác nhận là đúng

2 Lượng tử năng lượng: Lượng năng lượng được đề cập trong giả thuyết Plăng gọi là lượng tử năng

lượng và được kí hiệu bằng chữ ε:

ε = h.f

+ ε: lượng tử năng lượng (J)

+ h =6, 625 10-34J s

+ f: tần số của ánh sáng (Hz)

3 Thuyết lượng tử ánh sáng: Dựa vào giả thuyết Plăng để giải thích hiện tượng quang điện, năm 1905,

Anh-xtanh đã đề ra thuyết lượng tử ánh sáng hay thuyết photon

+ Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là photon

+ Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các photon đều giống nhau, mỗi photon mang năng lượng bằng h f

+ Trong chân không, photon bay với tốc độ c = 3 108m/s dọc theo các tia sáng

+ Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một photon

+ Photon chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động Không có photon đứng yên

4 Giải thích định luật về giới hạn quang điện bằng thuyết lƣợng tử ánh sáng

- Hiện tượng quang điện xảy ra do sự hấp thụ photon của ánh sáng kích thích bởi electron trong kim loại

- Mỗi photon bị hấp thụ sẽ truyền toàn bộ năng lượng của nó cho một electron

- Một electron muốn bứt ra khỏi bề mặt kim loại phải được cung cấp một công thoát để “ thắng” các liên kết

Vậy hiện tượng quang điện xảy ra khi năng lượng của photon ánh sáng kích thích phải lớn hơn hoặc bằng công thoát A, tức là h.f ≥ A

- Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt, ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt

- Dù thể hiện ở tính chất nào thì ánh sáng vẫn có bản chất điện từ

2 Chiếu một bức xạ có bước sóng 0, 15 m vào catot của một tế bào quang điện Kim loại làm catot

có giới hạn quang điện là 0, 3m

a Tính năng lượng của một photon

b Tính công thoát của electron ra khỏi tế bào quang điện

c Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện có giá trị là bao nhiêu?

ĐS: a 1, 325 10-18

J; b 6, 625 10-19J; c 6, 625 10-19J

3 Chiếu một chùm bức xạ có bước sóng 0, 18 m vào catot của một tế bào quang điện Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catot là 0, 3m

a Tính động năng ban đầu cực đại của quang electron

b Tốc độ ban đầu cực đại của quang electron bằng bao nhiêu?

ĐS: a 4, 42 10-19

J; b 985611m/s

4 Công thoát của elctron khỏi kim loại natri là 2, 48eV Một tế bào quang điện có catot làm bằng natri,

khi được chiếu sáng bằng một chùm bức xạ có bước sóng 0, 36 m thì cho một dòng quang điện bão hoà cường độ 3 μA Hãy tính

a Giới hạn quang điện của natri

b Tốc độ ban đầu cực đại của quang electron

c Số electron bị bật ra khỏi catot trong mỗi giây

C đặt tấm kim loại vào trong một điện trường mạnh

D nhúng tấm kim loại vào trong một dung dịch

Câu 2: Khi chiếu sóng điện từ lên bề mặt kim loại hiện tượng quang điện xảy ra nếu

A sóng điện từ phải là sóng cực ngắn

B sóng điện từ có bước sóng thích hợp

C sóng điện từ có cường độ đủ lớn

D sóng điện từ phải là ánh sáng nhìn thấy được

Câu 3: Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện

B bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng quang điện

C công nhỏ nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó

D công lớn nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó

Câu 4: Lượng tử năng lượng là lượng năng lượng

A nhỏ nhất mà một nguyên tử có được

B nhỏ nhất, không thể phân chia được nữa

C mà mỗi lần một nguyên tử hay phân tử hấp thụ hay phát xạ

D của một chùm bức xạ khi chiếu đến bề mặt một tấm kim loại

Câu 5: Phát biểu nào sau đây là sai?

A Thuyết sóng ánh sáng không giải thích được hiện tượng quang điện

B Trong chân không, ánh sáng truyền với tốc độ bằng tốc độ của sóng điện từ

C Ánh sáng có tính chất hạt, được tạo thành bởi các hạt photon

D Thuyết lượng tử ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng

Câu 6: I kim loại II Miếng thủy tinh III Miếng mica

Các chất nào nêu trên có thể xảy ra hiện tượng quang điện khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào

A I

Câu 15: Khi nói về phôtôn, phát biểu nào dưới đây là đúng?

A Với mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều mang năng lượng như nhau

B Năng lượng của phôtôn càng lớn khi bước sóng ánh sáng ứng với phôtôn đó càng lớn

C Năng lượng của phôtôn ánh sáng tím nhỏ hơn năng lượng của phôtôn ánh sáng đỏ

D Phôtôn có thể tồn tại trong trạng thái đứng yên

Câu 16: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0, 75 μm Biết hằng số Plăng h = 6, 625 10–34 J s, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3 108

m/s Công thoát êlectron khỏi kim loại này là

Câu 21: Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0, 35m Hiện

tượng quang điện sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bước sóng

A 0, 1m

B 0, 2 m

C 0, 3m

D 0, 4 m

Câu 22: Lần lượt chiếu vào bề mặt một tấm kim loại có công thoát là 2eV Các ánh sáng đơn sắc có

bước sóng 1=0, 5mvà 2=0, 65m Ánh sáng đơn sắc nào có thể làm các electron bứt ra ngoài

A cả 1và

B 2

C 1

D không có ánh sáng nào kể trên

Câu 23: Một đèn phát một công suất bức xạ 10W, ở bước sóng 0, 5m, thì số photon do đèn phát ra trong mỗi giây là

A Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, cũng có nghĩa là chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn

B Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn

C Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc tần số của ánh sáng

D Trong chân không, các phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c=3 108m/s

Câu 26: Hiện tượng nào sau đây khẳng định ánh sáng có tính chất sóng?

A Hiện tượng quang điện trong

B Hiện tượng quang điện ngoài

C Hiện tượng quang phát quang

D Hiện tượng giao thoa ánh sáng

Câu 27: Chiếu dòng áng sáng có bước sóng 0, 25 m vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện 0,

3m Cho rằng năng lượng mà quang electron hấp thụ một phần dùng để giải phóng nó, phần còn lại hoàn toàn biến thành động năng của nó Tốc độ của quang electron khi thoát ra khỏi bề mặt kim loại là

A λ1, λ2 và λ3

B λ2, λ3 và λ4

C λ3 và λ4

D λ 1 và λ 2

BÀI 31: HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

A BÀI HỌC

I CHẤT QUANG DẪN VÀ HIỆN TƢỢNG QUANG ĐIỆN TRONG

1 Chất quang dẫn: Chất quang dẫn là chất bán dẫn có tính dẫn điện kém khi không bị chiếu sáng và trở

thành dẫn điện tốt khi bị chiếu sáng thích hợp

Ví dụ như Ge, Si, PbS, PbSe…

2 Hiện tƣợng quang điện trong

- Ta có thể giải thích đặc tính của các chất quang dẫn dựa vào thuyết lượng tử ánh sáng

- Hiện tượng ánh sáng giải phóng các electron liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện, gọi là hiện tượng quang điện trong

- Ứng dụng: hiện tượng quang điện trong được ứng dụng trong quang điện trở và pin quang điện

II QUANG ĐIỆN TRỞ

- Quang điện trở là một điện trở làm bằng chất quang dẫn

- Nó được cấu tạo gồm một sợi dây bằng chất quang dẫn gắn trên một đế cách điện

- Giá trị của nó thay đổi từ vài megaôm (khi không được chiếu sáng) đến vài chục ôm ( khi được chiếu sáng thích hợp)

III PIN QUANG ĐIỆN

1 Pin quang điện (pin Mặt Trời): là một nguồn điện chạy bằng năng lượng ánh sáng

Pin quang điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng Hiệu suất của các pin quang điện chỉ vào khoảng trên dưới 10%

2 Cấu tạo và hoạt động của pin quang điện

a Cấu tạo: Gồm một tấm bán dẫn loại n, bên trên có phủ một lớp mỏng bán dẫn loại p; trên cùng là một

lớp kim loại rất mỏng; dưới cùng là một đế kim loại

b Hoạt động:

- Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn

- Khi chiếu ánh sáng thích hợp vào pin quang điện, sẽ gây ra hiện tượng quang điện trong, giải phóng các cặp electron và lỗ trống trong lớp p, và nhờ có lớp chặn mà lớp kim loại mỏng phía trên trở thành cực dương và đế kim loại trở thành cực âm của pin

- Suất điện động của pin quang điện nằm trong khoảng từ 0, 5V đến 0, 8V

3 Ứng dụng: Pin quang điện được dùng trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi…

C bứt quang electron ra khỏi bề mặt của một chất

D giảm điện trở của một chất khi bị chiếu sáng

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng? Hiện tượng quang điện trong là hiện tượng

A bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng có bước sóng thích hợp

B chất bán dẫn phát sáng khi có dòng điện chạy qua

C giải phóng electron khỏi mối liên kết trong chất bán dẫn khi bị chiếu sáng

D giải phóng electron khỏi một chất bằng cách bắn pha ion

Câu 3: Phát biểu nào sai?

A Pin quang điện là thiết bị biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng

B Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong xảy ra bên cạnh một lớp chặn

C Quang điện trở và pin quang điện đều hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện ngoài

D Điện trở của quang điện trở có thể thay đổi được

Câu 4: Pin quang điện là nguồn điện trong đó

A quang năng được biến đổi thành điện năng

B cơ năng được biến đổi thành điện năng

C nhiệt năng được biến đổi thành điện năng

D hoá năng được biến đổi thành điện năng

Câu 5: Một chất quang dẫn có giới hạn quang dẫn là 4, 97 m Năng lượng kích hoạt của chất đó là (lấy h=6,62.10-34J.s)

A 106

B 10 7

C 5.106

D 5.107