Ôn tập Lý 12 Phần sóng ánh sáng– Trang 1
CHƯƠNGV. TÍNH CHẤT SÓNG CỦA ÁNH SÁNG.
A. LÝ THUYẾT
35. SỰ TÁN SẮC ÁNH SÁNG
* Sự tán sắc ánh sáng
Hiện tượng tán sắc ánh sáng là hiện tượng chùm ánh sáng trắng qua lăng
kính không những bò khúc xạ lệch về phía đáy lăng kính, mà còn bò tách ra
thành nhiều chùm sáng có màu sắc khác nhau.
* Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng
Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bò tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh
sáng đơn sắc có một màu gọi là màu đơn sắc.
Mỗi màu đơn sắc có một bước sóng xác đònh.
Khi truyền qua các môi trường trong suốt khác nhau vận tốc của ánh sáng
thay đổi, bước sóng của ánh sáng thay đổi còn tần số của ánh sáng thì không
thay đổi.
Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu
biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Dải có màu như cầu vồng (có có vô số màu nhưng được chia thành 7 màu
chính là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) gọi là quang phổ của ánh sáng
trắng.
* Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng
Chiết suất của chất làm lăng kính có giá trò khác nhau đối với các ánh sáng
đơn sắc khác nhau.
Chiết suất của chất làm lăng kính tăng dần với các ánh sáng đơn sắc theo
tuần tự: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Chiếu một tia sáng qua một lăng kính thì tia ló bò lệch về phía đáy lăng kính.
Chiết suất của lăng kính càng lớn thì góc lệch càng lớn.
Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau, khi
qua lăng kính các ánh sáng đơn sắc khác nhau của chùm ánh sáng trắng sẽ bò
lệch về phía đáy lăng kính với các góc lệch khác nhau, chúng không còn chồng
chất hoàn toàn lên nhau nữa mà tách ra thành dải màu.

λ
==
* Hiện tượng giao thoa ánh sáng
Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng trong vùng hai chùm sáng gặp
nhau xuất hiện những vạch sáng, vạch tối xen kẻ.
* Giải thích và kết luận
Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng
pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa với nhau: Những chổ
hai sóng gặp nhau mà cùng pha với nhau, chúng tăng cường lẫn nhau tạo thành
các vân sáng. Những chổ hai sóng gặp nhau mà ngược pha với nhau, chúng triệt
tiêu nhau tạo thành các vân tối.
Nếu dùng ánh sáng trắng thì hệ thống vân giao thoa của các ánh sáng đơn
sắc khác nhau sẽ không trùng khít với nhau: ở chính giữa, vân sáng của các ánh
sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng với nhau cho một vân sáng trắng gọi là vân
trắng chính giữa. Ở hai bên vân trắng chính giữa, các vân sáng khác của các
Ôn tập Lý 12 Phần sóng ánh sáng– Trang 2
sóng ánh sáng đơn sắc khác nhau không trùng với nhau nữa, chúng nằm kề sát
bên nhau và cho những quang phổ có màu như ở cầu vồng.
Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẵng
đònh ánh sáng có tính chất sóng.
* Vò trí vân, khoảng vân
+ Vò trí vân
Gọi: a = S
1
S
2
là khoảng cách giữa 2 khe sáng ; D = IO là khoảng cách từ 2
khe đến màn, vò trí M trên màn E cách O một khoảng
OM

* Bước sóng và màu sắc ánh sáng
+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng xác đònh. Màu ứng với mỗi
bước sóng của ánh sáng gọi là màu đơn sắc.
+ Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy đều có bước sóng trong chân không
(hoặc không khí) trong khoảng từ 0,38µm (ánh sáng tím) đến 0,76µm (ánh sáng
đỏ).
+ Những màu chính trong quang phổ của ánh sáng trắng (đỏ, cam, vàng, lục,
lam, chàm, tím) ứng với từng vùng có bước sóng lân cận nhau.
+ Ngoài các màu đơn sắc còn có các màu không đơn sắc là hỗn hợp của nhiều
màu đơn sắc với những tỉ lệ khác nhau.
* Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng
+ Chiết suất của một môi trường trong suốt có giá trò phụ thuộc vào tần số và
bước sóng của ánh sáng. Đối với một môi trường trong suốt nhất đònh, chiết
suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá trò càng nhỏ hơn chiết
suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng ngắn.
+ Các đường cong tán sắc có dạng gần đúng với hypebol bậc 2 ứng với biểu
thức: n = A +
2
λ
B
.
+ Sự phụ thuộc của chiết suất môi trường vào bước sóng ánh sáng là nguyên
nhân chủ yếu của hiện tượng tán sắc ánh sáng.
37. QUANG PHỔ
* Máy quang phổ lăng kính
+ Máy quang phổ là dụng cụ phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành
những thành phần đơn sắc khác nhau.
+ Máy dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp
do một nguồn phát ra.
+ Máy quang phổ có ba bộ phận chính:

hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi) đó.
+ Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hay
hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ra quang phổ liên tục.
+ Hiện tượng đảo sắc của vạch quang phổ: trong thí nghiệm để tạo ra quang
phổ vạch hấp thụ. Nếu tắt nguồn phát ánh sáng trắng thì quang phổ liên tục
biến mất, tại vò trí các vạch tối lúc đầu sẽ xuất hiện các vạch màu của quang
phổ vạch phát xạ của hơi dùng thí nghiệm.
Ở một nhiệt độ nhất đònh, một vật chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó mà
nó có khả năng phát xạ, và ngược lại, nó chỉ phát ra những bức xạ nào mà nó
có khả năng hấp thụ.
+ Ứng dụng: Nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hoá học có trong các hỗn
hợp hay hợp chất.
* Phép phân tích quang phổ
+ Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác đònh thành phần hóa
học của một chất (hay hợp chất), dựa vào nghiên cứu quang phổ của ánh sáng
do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ.
+ Phân tích quang phổ đònh tính có ưu điểm là cho kết quả nhanh có độ nhạy
cao, và có thể cùng một lúc xác đònh được sự có mặt của nhiều nguyên tố.
+ Phân tích quang phổ đònh lượng để biết được hàm lượng của các thành phần
(nguyên tố) có trong mẫu bằng cách đo cường độ các vạch quang phổ phát xạ
hoặc hấp thụ của nguyên tố ấy. Phép phân tích quang phổ đònh lượng rất nhạy,
cho phép ta phát hiện được một hàm lượng rất nhỏ của chất trong mẫu.
+ Một ưu điểm của phép phân tích quang phổ là nó có khả năng phân tích từ
xa, cho biết được thành phần hóa học, nhiệt độ và cả tốc độ chuyển động của
Mặt Trời và các ngôi sao.
38. TIA HỒNG NGOẠI . TIA TỬ NGOẠI
* Thí nghiệm phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại
Dùng một nhiệt kế điện (cặp nhiệt điện) để đo nhiệt độ các vùng quang phổ
do hồ quang tạo ra thấy: các chùm sáng đơn sắc có tác dụng nhiệt, tác dụng
nhiệt của các chùm sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau, ngoài vùng dải màu

+ Nguồn phát: Những vật được nung nóng đến nhiệt độ cao (trên 2000
o
C) đều
phát tia tử ngoại. Nguồn phát tia tử ngoại phổ biến hơn cả là đèn hơi thủy ngân.
+ 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, có thể gây một số phản ứng quang
hóa và phản ứng hóa học.
- Bò thủy tinh, nước, … hấp thụ rất mạnh. Nhưng tia tử ngoại có bước sóng từ
0,18µm đến 0,4µm truyền qua được thạch anh.
- Có một số tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào da, làm da rám nắng, làm hại mắt,
diệt khuẩn, diệt nấm mốc, …
- Có thể gây ra hiện tượng quang điện.
+ Ứng dụng: Thường dùng để khử trùng nước, thực phẩm và dụng cụ y tế, dùng
chữa bệnh (như bệnh còi xương), để tìm vết nứt trên bề mặt kim loại, …
39. TIA X. THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ
* Tia X
Bức xạ có bước sóng từ 10
-8
m đến 10
-11
m gọi là tia X (hay tia Rơn-ghen).
Người ta cũng thường phân biệt tia X cứng (có bước sóng rất ngắn) và tia X
mềm (có bước sóng dài hơn).
* Cách tạo ra tia X
Cho một chùm tia catôt – tức là một chùm electron có năng lượng lớn – đập
vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X.
Có thể dùng ống Rơn-ghen hoặc ống Cu-lít-dơ để tạo ra tia X.
* Tính chất
+ Tính chất đáng chú ý của tia X là khả năng đâm xuyên. Tia X xuyên qua

Tuy vậy, vì có tần số và bước sóng khác nhau, nên các sóng điện từ có những
tính chất rất khác nhau (có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy, có khả năng
đâm xuyên khác nhau, cách phát khác nhau). Các tia có bước sóng càng ngắn
(tia X, tia gamma) có tính chất đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính
ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ ion hóa không khí. Trong khi đó, với các
tia có bước sóng dài ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa.
+ Người ta sắp xếp và phân loại sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần,
hay theo thứ tự tần số tăng dần, gọi là thang sóng điện từ.
B. CÁC CÔNG THỨC
Vò trí vân sáng, vân tối, khoảng vân:
x
s
= k
a
D.
λ
; x
t
= (2k + 1)
a
D
2
.
λ
; i =
a
D.
λ
; với k ∈ Z.
Thí nghiệm giao thoa thực hiện trong không khí đo được khoảng vân là i thì khi

min
=
d
D
ax
λ
; k
max
=
t
D
ax
λ
; λ =
Dk
ax
; với k ∈ Z.
Ánh sáng đơn sắc cho vân tối tại vò trí đang xét nếu:
x = (2k + 1)
a
D
2
.
λ
; k
min
=
2
1
−

λ
==
.
Liên hệ giữa chiết suất và bước sóng: n = A +
2
λ
B
.
Liên hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang: n =
v
c
=
εµ
.
C. BÀI TẬP TỰ LUẬN
1. Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
được
chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai khe là
0,8mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Người ta đo được khoảng cách
giữa 6 vân sáng liên tiếp trên màn là 6mm. Xác đònh:
a) Bước sóng của ánh sáng và khoảng cách từ vân sáng bậc 3 đến vân sáng
bậc 8 ở cùng phía với nhau so với vân sáng chính giữa.
b) Tại 2 điểm M và N trên màn, cùng phía với nhau so với vân sáng trung
tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 3mm và 13,2mm là vân sáng hay
vân tối? Nếu là vân sáng thì đó là vân sáng bậc mấy? Trong khoảng cách từ M
đến N có bao nhiêu vân sáng?
c) Thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng (0,76µm ≥ λ ≥ 0,40µm). Xác

vân sáng bậc 12 ở khác phía với nhau so với vân sáng chính giữa.
b) Tại 2 điểm C và E trên màn, cùng phía với nhau so với vân sáng trung
tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 2,5mm và 15mm là vân sáng hay
vân tối? Từ C đến E có bao nhiêu vân sáng?
c) Thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng (0,76µm ≥ λ ≥ 0,40µm). Xác
đònh bề rộng của quang phổ bậc 1 và cho biết có những bức xạ nào cho vân
sáng trùng với vân sáng bậc 4 của ánh sáng màu vàng có bước sóng λ
v
=
0,60µm .
4. Trong thí nghiệm của Young về giao thoa ánh sáng, hai khe S
1
và S
2
được
chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,4µm. Khoảng cách giữa hai
khe là 0,4mm, khoảng cách từ hai khe đến màn là 2m. Xác đònh :
a) Khoảng cách giữa 9 vân sáng liên tiếp và khoảng cách từ vân sáng bậc 4
đến vân sáng bậc 8 ở khác phía nhau so với vân sáng chính giữa.
b) Tại 2 điểm B và C trên màn, cùng phía với nhau so với vân sáng trung
tâm và cách vân sáng trung tâm lần lượt là 5mm và 24mm là vân sáng hay vân
tối? Nếu là vân sáng thì đó là vân sáng bậc mấy? Hãy cho biết trong khoảng từ
B đến C có bao nhiêu vân sáng?