Tổng hợp Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 chương 5 tuyệt nhất, đầy đủ nhất góp bạn củng cố kiến thức và ôn tập tốt hơn.
Bạn đang xem: Chương 5
Lý thuyết Tán sắc ánh sáng
I) Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niuton (1672)
-Sơ đồ thí nghiệm:như hình bên
-Kết quả thí nghiệm:Ánh sáng sủa mặt trời lúc đi qua lăng kính không những bị lệch về phía đáy vày khúc xạ, hơn nữa bị trải nhiều năm thành một dải màu sặc sỡ. Quan sắt kỹ dải màu sắc ta phân biệt được bày màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Mặc dù ranh giới giữa các màu không rõ rệt, tức là màu sắc nọ chuyển dần thanh lịch màu cơ một bí quyết liên tục.
- Dải sáng color này gọi là quang đãng phổ của Mặt Trời. Ánh sáng sủa mặt trời là ánh nắng trắng.
- Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng (của tia nắng trắng).
II) Giải đam mê hiện tượng tán sắc ánh sáng
Để kiểm nghiệm xem gồm phải thủy tinh đã làm núm đổi màu sắc của ánh sáng hay không. Niu ton đã làm cho thí nghiệm sau:
-Sơ đồ thí nghiệm:như hình bên. Ông tách bóc lấy một chùm sáng màu tiến thưởng trong dải color , rồi đến nó khúc xạ qua lăng kính thứ hai.
-Kết quả thí nghiệm:chùm sáng sủa chỉ bị lệch về phía đáy (do khúc xạ) cơ mà không bị đổi màu.
-Ánh sáng đơn sắclà ánh nắng có một màu sắc nhất định và không bị tán sắc mà chỉ bị lệch lúc đi qua lăng kính.
-Ánh sáng sủa đa sắclà hỗn hợp của hai tia nắng đơn sắc trở nên, cùng bị tán sắc lúc đi qua lăng kính.
-Ánh sáng trắnglà hỗn hợp của nhiều ánh nắng đơn sắc có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Ánh sáng sủa trắng là một trường hợp của tia nắng đa sắc.
-Sự tán sắc ánh sánglà: sự phân bóc tách một chùm ánh sáng đa sắc thành các chùm sáng đơn sắc tạo bắt buộc nó.
-Giải ham mê hiện tượng tán sắc:
+) Ánh sáng sủa trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc.
+) Chiết suất của thủy tinh đối với những ánh sáng sủa đơn sắc có màu không giống nhau là không giống nhau, cần góc lệch của chúng khi đi qua lăng kính là không giống nhau, kết quả là lúc ló ra khỏi lăng kính bọn chúng không trùng phương nữa cơ mà bị bóc tách ra.
-Nhận xét:từ kết quả thí nghiệm: tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất, đề xuất chiết suất của ánh sáng tím là lớn nhất, chiết suất của ánh sáng đỏ là nhỏ nhất:
nđỏcamvànglụclamchàmtím
III) Ứng dụng
-Giải thích hợp một số hiện tượng tự nhiên như cầu vồng,...Sau cơn mưa thường xuất hiện cầu vồng là do sau cơn mưa trong không khí có rất nhiều những hạt nước li ti đóng sứ mệnh là lăng kính, khi đó ánh nắng mặt trời (ánh sáng trắng) sẽ bị tán sắc qua những lăng kính nước thành lâu năm màu cầu vồng. Vì vậy cầu vồng không chỉ xuất hiện sau cơn mưa ngoài ra xuất hiện ở những nơi có nhiều hơi nước như thác nước,...
-Ứng dụng trong sản phẩm quang phổ:phân tích một chùm sáng thành những chùm sáng sủa đơn sắc cấu tạo lên nó.
Lý thuyết Giao trét ánh sáng
I) Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng
-Thí nghiệm:dùng một nguồn sáng sủa S đặt trước một lỗ tròn nhỏ O, khoét bên trên một hộp kín. Quan cạnh bên cùng sáng ở thành đối diện.
-Kết quả thí nghiệm:Nếu ánh nắng truyền thẳng thì trên thành sẽ bao gồm một vệt sáng tròn đường kính là D. Nhưng thực tế ta lại thấy một vệt sáng sủa tròn gồm đường kính D’ > D. Lỗ O càng nhỏ D’ càng lớn hơn nhiều so với D.
-Hiện tượng nhiễu xạ là:hiện tượng tia nắng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi tia nắng gặp vật cản.
-Giải say mê hiện tượng:để giải thích hiện tượng này tà thừa nhận: mỗi chùm sáng sủa đơn sắc được coi là một sóng bao gồm bước sóng xác định.
II) Hiện tượng giao quẹt ánh sáng.
1) Thí nghiệm Y-âng về giao quẹt ánh sáng.
-Sơ đồ thí nghiệm:như hình bên
-Kết quả thí nghiệm:trong vùng nhì chùm sáng gặp nhau đúng ra đều phải sáng sủa nhưng ta lại thấy có những vạch tối cùng vạch sáng xen kẽ nhau. Giống như hiện tượng giao thoa, buộc ta thừa nhậnánh sáng có tính chất sóng. Những vạch tối là chỗ nhị sóng tia nắng triệt tiêu lẫn nhau, những vạch sáng sủa là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau.Hệ vân sáng, tối xen kẽ nhau được gọi là hệ vân giao quẹt của nhị sóng ánh sáng.
2) Vị trí các vân sáng, vân tối.
* Giả sử bước sóng của ánh nắng giao quẹt là λ, khoảng biện pháp giữa 2 khe S1,S2là a, khoảng bí quyết từ 2 khe đến màn là D. O là vị trí vân sáng sủa trung tâm. Xét điểm A biện pháp O 1 đoạn là x.
- Khoảng cách từ A tới nguồn S1là:
- Khoảng biện pháp từ A tới nguồn S2là:
Ta bao gồm d22- d12= (d2- d1)(d2+ d1) = 2ax
do a,x≪ D nên có d2+ d1≈ 2D
khi đó hiệu đường đi của 2 sóng ánh nắng từ S1,S2truyền tới A là: d2-d1≈ 2ax/2D = ax/D
* Điều kiện để tại A là một vân sáng:d2- d1= kλ.
Khoảng phương pháp từ O đến vân sáng bậc k là xk= kλD/a (k = 0, ±1, ±2...)
Nhận xét:vị trí O của vân sáng bậc 0: k = 0 ↔ x = 0 (∀ λ), phải O được gọi là vân trung trọng điểm hay vân bao gồm giữa.
* Điều kiện để tại A là vân tối:d2- d1= (k - 1/2)λ
Khoảng bí quyết từ O đến vân tối thứ k là x"k= (k - 1/2)<(λD)/a> (k = ±1, ±2...)
3) Khoảng vân
-Định nghĩa:là khoảng bí quyết giữa 2 vân sáng, hoặc hai vân tối liên tiếp.
-Công thứctính khoảng vân i:
i = xk+1- xk= x"k+1- x"k= λD/a
4) Ứng dụng:
Đo bước sóng của ánh sáng. Đo những đại lượng D,a,i lúc đó bước sóng : λ = ia/D
III) Mối liên hệ giữa bước sóng của ánh nắng và màu sắc.
những kết quả thực nghiệm đến thấy:
- Mỗi ánh nắng đơn sắc có một bước sóng hoặc tần số vào chân không hoàn toàn xác định
- Ánh sáng khả kiến ( ánh sáng nhìn thấy) tất cả bước sóng vào khoảng: 380÷760 nm.
Bảng bước sóng của ánh sáng nhìn thấy vào chân không
Màu | λ(nm) | Màu | λ(nm) |
| Đỏ | 640÷760 | Lam | 450÷510 |
| Cam | 590÷650 | Chàm | 430÷460 |
| Vàng | 570÷600 | Tím | 380÷440 |
| Lục | 500÷575 |
- Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc gồm bước sóng biến thiên từ 0 đến ∞.
- Điều kiện để xảy ra hiện ượng giao thoa ánh sáng là: nhì nguồn sáng sủa kết hợp
+) nhị nguồn phải phân phát ra nhị sóng có cùng bước sóng
+) hiệu số trộn dao động cảu nhì nguồn phả ko đổi theo thời gian.
Lý thuyết các loại quang quẻ phổ
I) sản phẩm công nghệ quang phổ lăng kính.
-Khái niệm:là dụng cụ cần sử dụng để so với một chùm sáng phức tạp (đa sắc) thành những thành phần ánh sáng đơn sắc tạo buộc phải nó.
-Nguyên tắc hoạt động:Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng
-Cấu tạo: gồm 3 bộ phận chính:ống chuẩn trực, hệ tán sắc, buồng tối.
+)Ống chuẩn trực:là 1 ống có một đầu đặt thấu kính hội tụ L_1, đầu kia là một trong những khe hẹp F đặt tại tiệu cự chủ yếu của L_1. Lúc chiếu ánh nắng qua ống chuẩn trực ta được 1 chùm sáng song song ( để đảm bảo góc tới lăng kính của tất cả những ánh sáng sủa là bằng nhau)
+)Hệ tán sắc:bao gồm một (hoặc nhiều) lăng kính p chùm sáng sủa đa sắc tuy nhiên song sau khoản thời gian đi qua lăng kính sẽ bị phân đồng tình nhiều chùm tia đơn sắc tuy nhiên song với các góc lệch không giống nhau.
+)Buồng tối ( buồng ảnh):Là một hộp kín đáo ánh sáng , một đầu bao gồm thấu kính hội tụ L_2, đầu kia đặt một phim ảnh (kính ảnh) đặt ở mặt phẳng tiêu diện của L_2. Những chùm sáng tuy vậy song ra khỏi hệ tán sắc, sau thời điểm qua L_2 sẽ hội tụ tại các điểm bên trên phim ảnh gọi là vạch quang đãng phổ.
II) những loại quang phổ:
-Phân loại:Quang phổ liên tục
quang đãng phổ phát xạ
quang phổ hấp thụ
Bảng so sánh những loại quang phổ
Quang phổ liên tục | Quang phổ vạch phát xạ | Quang phổ vạch hấp thụ | |
| Khái niệm | Là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liên nhau một phương pháp liên tục | Là hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi nhưng khoảng tối. | Là quang quẻ phổ liên tục bị thiếu một số vạch màu vày bị chất khí giỏi hơi hấp thụ |
| Ví dụ | Quang phổ của ánh sáng mặt trời  | Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử Hidro | Quang phổ hấp thụ của hơi Hidro |
| Nguồn phát | Các chất rắn, lỏng, khí bị nung lạnh ở áp suất lớn | Chất khí tuyệt hơi ở áp suất thấp lúc bị kích mê say bằng nhiệt hoặc điện | Nhiệt độ của đám khí (hơi) phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ánh sáng liên tục |
| Tính chất | Không phụ thuộc vào bản chất cơ mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát. Lúc nhiệt độ tăng dần nguồn sẽ dần vạc ra các ánh sáng tất cả bước sóng giảm dần, nhiệt độ càng cao vùng sáng sủa nhất có bước sóng càng ngắn | Mỗi nguyên tố hóa học gồm một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó. Chúng khác biệt về số lượng vạch, vị trí vạch ( bước sóng) cùng độ sáng giữa những vạch. | Quang phổ vạch hấp thụ cũng đặc trưng mang lại từng nguyên tố. Nguyên tố đó phạt xạ ra ánh nắng nào thì sẽ hấp thụ ánh nắng ấy. |
| Ứng dụng | Đo nhiệt độ của những vật nóng sáng ở nhệt độ cao như các ngôi sao 5 cánh qua quang phổ của nó | Để phân tích cấu tạo chất | Để phân tích cấu tạo chất |
Lý thuyết Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X. Thang sóng điện từ
I) Những bức xạ không nhìn thấy:
Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng bên cạnh miền ánh sáng nhìn thấy còn tồn tại những bức xạ không quan sát thấy được, nhưng cũng có tác dụng nhiệt, cũng theo đúng định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao sứt như các bức xạ quan sát thấy. VD: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X.
Bảng đối chiếu những bức xạ không nhìn thấy
Tia hồng ngoại | Tia tử ngoại | Tia X (Tia Rơn-ghen) | |
| Khái niệm | Là bức xạ không quan sát thấy bao gồm bước sóng từ 0,76 μm đến vài mm. | Là bức xạ không chú ý thấy có bước sóng từ 0,38 μm đến cỡ 10-9m. | Là bức xạ bao gồm bước sóng từ 10-8m đến 10-11 |
| Nguồn phát | Tất cả các vật có nhiệt độ lớn hơn 0(K) tốt -273℃ | Những vật gồm nhiệt độ cao (từ 2000℃ trở lên) VD: hồ quang quẻ điện, Mặt Trời, đèn hơi thủy ngân. | Mỗi lúc một chùm tia catôt (một chùm electron gồm năng lượng lớn) đập vào một vật rắn thì vật đó phân phát ra tia X |
| Tính chất | - Tác dụng nhiệt là tính chất nổi bật nhất. Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ lạnh lên. - bao gồm khả năng tạo ra một số phản ứng hóa học, bao gồm thế tác dụng lên phim ảnh. - có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần. - gây ra hiện tượng quang quẻ điện vào với một số chất phân phối dẫn. | - Tác dụng lên phim ảnh - Kích yêu thích sự phát quang của nhiều chất. - Kích say mê nhiều phản ứng hóa học - làm ion hóa ko khí với nhiều chất khí khác - gồm tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào, diệt khuẩn nấm mốc, là tiền tố tổng hợp vitamin D - có thể gây nên hiện tượng quang đãng điện. - Bị nước cùng thủy tinh hấp thụ rất mạnh nhưng lại bao gồm thể truyền qua được thạch anh. Dường như tầng ozon hấp thụ hết những tia gồm bước sóng dưới 300 nm với là tấm áo cạnh bên bảo vệ sinh vật trên Trái Đất. | - Tính chất nổi bật nhất là khả năng đâm xuyên qua giấy, vải, gỗ thậm chí cả kim loại. Tia X có bước sóng càng ngắn thì sẽ càng xuyên được sâu giỏi càng cứng. - Tác dụng mạnh lên kính ảnh. - làm cho ion hóa không khí. - có tác dụng phát quang đãng một số chất. - Tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn,... - gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết những kim loại. |
| Công dụng | - Sấy khô, sưởi ấm, đun nấu. - Chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh của nhiều thiên thể, chụp ảnh trái đất từ vệ tinh. - Sử dụng trong những bộ điều khiển từ xa ( điều khiển ti vi, điều hòa,...) - Quân sự: ống nhòm hồng ngoại dùng để quan gần kề và lái xe ban đêm, camera hồng ngoại chụp ảnh và quay phim ban đêm, thương hiệu lửa tự động tìm kiếm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại bởi vì mục tiêu phân phát ra. | - Y học: dùng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, chữa bệnh còi xương. - Công nghiệp thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm. - Công nghiệp cơ khí: tìm kiếm về nứt (khuyết tật) trên bề mặt sản phẩm. | - Y học: sử dụng để chiếu điện, chụp điên, chữa ung thư nông. - Công nghiệp: kiểm tra chất lượng bên trong sản phẩm. - Giao thông: Kiểm tra hành lý của hành khách - chống TN: Nghiên cứu cấu trúc vật rắn |
II) Thang sóng điện từ:
- Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, tia nắng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma (tia phóng xạ) đều gồm cùng bản chất là sóng điện từ. Sự khác biệt về tần số ( bước sóng) của các loại sóng điện từ dẫn đến sự khác biệt về tính chất với tác dụng của chúng.