VẬT LÝ 12: CÁC LOẠI QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA [GV: BÙI HIẾN PHÚ]

a) Định nghĩa: Quang phổ liên tục là quang phổ gồm nhiều dãy màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục. Vd: Quang phổ của ánh sáng do mặt trời phát ra hay do đèn dây tóc nóng[r]

Trường THPT PHÚ LÂM – GV BÙI HIẾN PHÚ, soạn theo điều chỉnh nội dung HKII – 2019-2020

Bài 26, 27, 28: CÁC LOẠI QUANG PHỔ - TIA HÔNG

NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI – TIA X

A MÁY QUANG PHỔ - CÁC LOẠI QUANG PHỔ:

- Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc

1 Cấu tạo (xem Hình 26.1 SGK):

- Máy quang phổ lăng kính gồm 3 bộ phận chính:

a) Ống chuẩn trực: là bộ phận tạo ra chùm tia song song Gồm một khe hẹp F nằm ở

tiêu diện của thấu kính hội tụ L1

b) Hệ tán sắc: có tác dụng tán sắc ánh sáng Gồm 1 hoặc vài lăng kính P, có tác dụng

phân tích chùm tia song song từ L1 chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song

c) Buồng tối (hay buồng ảnh): để thu ảnh quang phổ Gồm thấu kính hội tụ L2và một tấm kính ảnh K (để chụp ảnh quang phổ) hoặc một tấm kính mờ (để quan sát quang phổ), đặt tại tiêu diện của L2

2 Nguyên tắc hoạt động: Máy quang phổ lăng kính hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng

- Quang phổ phát xạ của một chất (rắn, lỏng , khí) là quang phổ của ánh sáng do chất đó phát ra, khi được nung nóng đến nhiệt độ cao

- Quang phổ phát xạ chia làm 2 loại: Quang phổ liên tục và Quang phổ vạch

1 Quang phổ liên tục:

a) Định nghĩa: Quang phổ liên tục là quang phổ gồm nhiều dãy màu từ đỏ đến tím, nối

liền nhau một cách liên tục

Vd: Quang phổ của ánh sáng do mặt trời phát ra hay do đèn dây tóc nóng sáng phát

ra, … là quang phổ liên tục

b) Nguồn phát: Quang phổ liên tục do các chất rắn, chất lỏng, những chất khí ở áp suất

lớn khi bị nung nóng phát ra

c) Tính chất: Quang phổ liên tục không phụ thuộc bản chất vật phát sáng, mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của vật (nghĩa là quang phổ liên tục của các chất khác nhau ở

cùng một nhiệt độ thì giống nhau)

d) Ứng dụng: Sự phụ thuộc của quang phổ liên tục vào nhiệt độ của vật phát sáng dùng

để đo nhiệt độ của các vật nóng sáng

2 Quang phổ vạch:

a) Định nghĩa: Quang phổ vạch là quang phổ gồm các vạch màu (sáng) riêng lẻ, ngăn

cách nhau bởi những khoảng tối

b) Nguồn phát: Quang phổ vạch do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích

thích phát ra (do đốt nóng hoặc có dòng điện phóng qua)

c) Tính chất:

- Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó

- Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về: số lượng các vạch, màu sắc, vị trí (hay bước sóng), cường độ sáng của các vạch (hay độ sáng tỉ đối giữa các vạch)

Vd: Trong quang phổ vạch phát xạ của hiđrô, ở vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch đặc trưng là: đỏ, làm, chàm, tím

d) Ứng dụng: Quang phổ vạch phát xạ dùng để nhận biết sự có mặt của các nguyên tố

trong mẫu vật

1 Định nghĩa: Quang phổ hấp thụ là quang phổ gồm các vạch tối trên nền của một quang phổ

liên tục

Hay: Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ là quang phổ hấp thụ của khí (hay hơi) đó

Lưu ý: Các chất rắn, lỏng và khí đều cho quang phổ hấp thụ:

 Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ

 Quang phổ của chất lỏng và chất rắn chứa các “đám”, mỗi “đám” gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một các liên tục

2 Tính chất: Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố

đó

3 Ứng dụng: Căn cứ vào quang phổ hấp thụ để nhận biết sự có mắt của nguyên tố đó trong các

hỗn hợp hay hợp chất

B TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI:

I TIA HỒNG NGOẠI: Là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn 0,76 m đến

khoảng vài milimét

1 Nguồn phát tia hồng ngoại:

 Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0 K đều phát ra tia hồng ngoại

 Cơ thể người cũng phát ra các tia hồng ngoại (có bước sóng từ 9 mtrở lên)

 Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát bức xạ hồng ngoại ra môi

trường

 Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng: bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng

ngoại, …

 Ở nhiệt độ cao, ngoài tia hồng ngoại, vật còn phát các bức xạ nhìn thấy

2 Tính chất:

 Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt rất mạnh: vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên

 Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học, có thể tác dụng lên một số

loại phim ảnh để chụp ảnh ban đêm (phim ảnh hồng ngoại)

 Tia hồng ngoại có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tầng

 Tịa hồng ngoại có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số chất bán dẫn

3 Ứng dụng:

 Dùng để sấy khô, sưởi ấm

 Chụp ảnh hồng ngoại của nhiều thiên thể

 Sử dụng trong các bộ điều khiển từ xa

 Trong lĩnh vực quân sự: tên lửa tự động dò tìm mục tiêu, ống nhòm hồng ngoại để quan

sát ban đêm, camera hồng ngoại để chụp ảnh, quay phim ban đêm, …

II TIA TỬ NGOẠI: Là những bức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38 mđến cỡ

9

10 m

1 Nguôn phát tia tử ngoại:

 Những vật có nhiệt độ cao (trên 2000oC) đều phát tia tử ngoại

 Nguồn phát tia tử ngoại mạnh là: Mặt trời, hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân, …

Lưu ý: Nhiệt độ càng cao thì càng nhiêu tia tử ngoại có bước sóng ngắn

2 Tính chất:

 Tác dụng mạnh lên phim ảnh

 Làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác

 Kích thích sự phát quang của nhiều chất

 Gây ra một số phản ứng quang hóa và phản ứng hóa học

 Có một số tác dụng sinh lý: hủy diệt tế bào, làm da rám nắng, làm hại mặt, diệt khuẩn,

diệt nấm mốc, …

 Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại có bước sóng dưới 0,3 m

 Có thể gây ra hiện tượng quang điện.\

3 Ứng dụng:

 Trong y học, tiệt trùng, chữa bệnh còi xương

 Trong công nghiệp thực phẩm: tiệt trừng thực phẩm

 Trong công nghiệp cơ khí: tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại

1 Bản chất: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất là sóng điện từ với ánh sáng thông

thường, chỉ khác ở chỗ không nhìn thấy được

2 Tính chất: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cũng 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

C TIA X (TIA RƠN-GHEN):

I TIA X:

1 Bản chất: Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn từ 1011m đến 108m

2 Phân loại: Tia X cứng (bước sóng rất ngắn) và tia X mềm (bước sóng dài hơn)

3 Tính chất:

 Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên: Tia X có bước sóng càng

ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn (càng cứng) Tia X đi qua được giấy, vãi, gỗ, thịt,

da, … Kim loại có nguyên tử lượng lớn thì tia X càng khó xuyên qua: Tia X dễ dàng đi

xuyên một tấm nhôm dày vài cm nhưng bị lớp chì dày vài mm chặn lại

 Tác dụng mạnh lên phim ảnh (làm đen kính ảnh)

 Làm ion hóa không khí

 Làm phát quang nhiều chất

 Gây ra hiện tượng quang điện

 Tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn, …

4 Công dụng:

 Trong y học: chiếu điện, chụp điện, chữa bênh (chữa ung thư), diệt khuẩn

 Trong công nghiệp: kiểm tra chất lượng các vât đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên

trong các vật bằng kim loại

 Kiểm tra hành lý hành khách đi máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn, …

- Sóng vô tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma đều có

cùng bản chất là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (hay bước sóng) Các sóng này tạo thành

môt phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ