Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
CH ƯƠNG VI: SĨNG ÁNH SÁNG
A – KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng ngắn. Ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ (tần số f) xác định và chỉ có
một màu gọi là màu đơn sắc.
- Ánh sáng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu sắc biến thiên liên tục từ màu đỏ đến màu tím.
2. Tán sắc ánh sáng:
-Hiện tượng lăng kính phân tích một chùm ánh sáng trắng thành nhiều chùm ánh sáng có màu sắc khác
nhau, gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.
- Một chùm ánh sáng trắng, song song đến lăng kính, sau khi ló ra khỏi lăng kính bị tách thành một dải
nhiều màu, từ đỏ đến tím, gọi là quang phổ của ánh sáng trắng. Tia đỏ bị lệch (về phía đáy lăng kính) ít
nhất, tia tím bị lệch nhiều nhất.
-Bước sóng của ánh sáng trắng: 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm.
- Ngun nhân của sự tán sắc là do chiết suất của mơi trường phụ thuộc vào bước sóng (tần số) của ánh
sáng. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng tím là lớn nhất, đối với ánh sáng đỏ là nhỏ nhất.
-Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng khơng bị tán sắc
Ánh sáng đơn sắc có tần số xác định, chỉ có một màu.
- Bước sóng của ánh sáng đơn sắc
v
f
l
=
, truyền trong chân khơng
0
c
f
l
=

0 0
c

1
Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
+ 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.
4. Thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng :
* Đặt OI = D: khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S
1
, S
2
đên màn quan sát
* S
1
S
2
= a: khoảng cách giữa hai khe.
* S
1
M = d
1
; S
2
M = d
2
;
* x = OM: khoảng cách từ vân trung tâm đến điểm M ta xét.
a) Hiệu đường đi:
2 1
ax
d d
D

* Vị trí vân tối: Tại M có vân tối tức là hai sóng ánh sáng do hai nguồn S
1
,

S
2
gửi tới ngược pha với nhau
và triệt tiêu lẫn nhau. Điều kiện này sẽ thoả mãn nếu hiệu quang trình bằng một số lẻ lần nửa bước sóng.
(2 1)
2
ax
k
D
λ
δ
= = +
→ vị trí vân tối:
1
2
t
D
x k
a
λ
 
= +
 ÷
 
(với k
∈

∈
Z.
c) Trong trường hợp giao thoa với ánh sáng trắng, vân sáng trung tâm có màu trắng, các vân sáng bậc 1
của tất cả các thành phần đơn sắc trong ánh sáng trắng tạo ra quang phổ bậc 1 (bờ tím ở phía gần vân
trung tâm O)…kế tiếp là các quang phổ bậc 2, 3 … có một phần chồng lên nhau.
5. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa :
Ta có thể đo khoảng cách D từ hai khe S
1
, S
2
đến màn quan sát. Mặt khác, có thể sử dụng kính hiển vi để
đo khoảng cách a giữa hai khe S
1
và S
2
và đo khoảng vân i.
2
S
1
D
S
1
d
1
d
2
I
O
x
M

* Quang phổ vạch phát xạ
+ Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ có dạng những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối.
+ Nguồn phát : Khí hay hơi ở áp suất thấp khi bò kích thích bằng cách đốt nóng hoặc bằng tia lửa điện sẽ
phát ra quang phổ vạch.
+ Đặc điểm : Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng vạch, vò
trí các vạch, màu sắc các vạch và độ sáng tỉ đối của các vạch đó.
Mỗi nguyên tố hoá học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp cho một quang phổ vạch
riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó.
+ Ứng dụng : Nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hoá học có trong các hỗn hợp hay hợp chất.
* Quang phổ vạch hấp thụ
+ Quang phổ vạch hấp thụ là quang phổ có dạng những vạch tối nằm riêng rẽ trên nền quang phổ liên tục.
+ Cách tạo ra : Tạo ra quang phổ liên tục nhờ một nguồn phát ánh sáng trắng đặt trước khe máy
quang phổ. Đặt trên đường đi của chùm ánh sáng trắng một ngọn đèn hơi của một nguyên tố nào đó được
nung nóng. Khi ấy trên nền quang phổ liên tục xuất hiện các vạch tối đúng ở vò trí các vạch màu trong
quang phổ phát xạ của hơi của nguyên tố đó.
Điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám hơi gây ra quang phổ hấp thụ phải thấp
hơn nhiệt độ của nguồn phát ra ánh sáng trắng.
3
Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
Ở một nhiệt độ nhất đònh, một đám hơi có khả năng phát ra ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng có khả
năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó.
+ 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
+ Phép phân tích quang phổ là phép xác đònh thành phần cấu tạo và nồng độ của của các chất có trong
mẫu cần phân tích dựa vào việc nghiên cứu quang phổ, hoặc dựa vào quang phổ của vật phát sáng để xác
đònh nhiệt độ của vật.
+ Tiện lợi
- Phép phân tích đònh tính thì đơn giản và cho kết quả nhanh hơn phép phân tích hóa học.
- Phép phân tích đònh lượng thì rất nhạy, có thể phát hiện một nồng độ dù rất nhỏ của chất nào đó có
trong mẫu.

Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ (có bước sóng từ 10
-9
m đến 4.10
-7
m).
+ Nguồn phát: những vật bò nung nóng đến nhiệt độ trên 3000
o
C phát ra một lượng đáng kể tia tử ngoại.
Mặt Trời, hồ quang điện, đèn cao áp thuỷ ngân là những nguồn phát tia tử ngoại.
+ Tính chất, tác dụng
- Bò nước, thuỷ tinh, … hấp thụ mạnh.
- Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.
- Có thể làm một số chất phát quang.
- Có tác dụng ion hoá không khí.
4
Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
- Có tác dụng gây ra một số phản ứng quang hoá, quang hợp.
- Có một số tác dụng sinh học.
+ Công dụng
- Phát hiện vết nứt nhỏ, vết xước trên bề mặt sản phẩm tiện.
- Chữa bệnh còi xương, diệt khuẩn, diệt nấm mốc.
- Sử dụng trong phân tích quang phổ.
8. TIA RƠNGHEN. THANG SÓNG ĐIỆN TỪ
* Cách tạo ra tia Rơnghen
+ Nguyên tắc tạo tia Rơnghen
Cho chùm electron chuyển động với vt lớn đập vào một tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn.
+ Ống Rơnghen: là một ống tia catốt có lắp thêm một điện cực bằng kim loại có nguyên tử lượng lớn và
khó nóng chảy gọi là đối âm cực. Cực này được nối với anốt. Hiệu điện thế giữa hai cực khoảng vài vạn
vôn, áp suất trong ống khoảng 10
-3

yếu nên bò cơ thể hấp thụ nhiều. Khi tia Rơnghen bò hấp thụ, nó gây ra một số tác dụng không có lợi cho
cơ thể như tác dụng nhiệt làm nóng, tác dụng sinh lí huỷ hoại tế bào … .
* Thang sóng điện từ
+ Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia gamma đều có cùng
bản chất là sóng điện từ.
+ Các tia có bước sóng càng ngắn thì có tính đâm xuyên càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm
phát quang các chất và dễ iôn hóa chất khí.
+ Các tia có bước sóng càng dài, ta càng dễ quan sát hiện tượng giao thoa giữa chúng.
5
Ôn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
6
Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
B.CƠNG TH C VÀ CÁCH GI I BÀI T P:Ứ Ả Ậ
1) Công thức c ơ b ả n :
- Vò trí vân sáng:
.
.
D
x k
a
λ
=
(k = 0 : vân trung tâm ; k =
±
1 : vân bậc 1 ; k =
±
2 : vân bậc 2)
- Vò trí vân tối:
1 .
2

 
= −
 ÷
 
)
- Khoảng vân i :
a
D
i
.
λ
=
x: vò trí vân ; i: khoảng vân ; (giữa hai vân sáng cạnh nhau hoặc giữa hai vân tối cạnh nhau)
D: khoảng cách từ hai khe đến màn ; a: khoảng cách giữa hai khe
2) Xác đònh vân (sáng hay tối) tại một điểm M bất kỳ:
- Chọn gốc toạ độ tại vân trung tâm. Tìm khoảng cách vân i . Lập tỷ số:
M
x
i

-.Tại x
M
ta có vân:
*
M
x
K
i
=
:vân sáng bậc K

-
+ Nếu 2 đầu là hai vân tối thì:
L
i
n
=
+ Nếu một đầu là vân sáng còn một đầu là vân tối thì:
0,5
L
i
n
=
-

5) Xác định số vân sáng, vân tối giữa hai điểm M, N có toạ độ x
1
, x
2
(giả sử x
1
< x
2
)
Lập đẳng thức, chia tất cả cho i, số vân là số giá trò của k thoả mãn bất đẳng thức
+ Vân sáng: x
1
< ki < x
2

+ Vân tối: x

a
D
i
.
λ
=
=>
D
ai.
=
λ
- Biết x : Dùng công thức :
a
D
kx
.
.
λ
=
(vân sáng) hoặc
a
D
kx
.
).
2
1
(
λ
±=

khoảng vân i vẫn khơng đổi.
Độ dời của hệ vân là:
0
1
D
x d
D
=
Trong đó: D là khoảng cách từ 2 khe tới màn
D
1
là khoảng cách từ nguồn sáng tới 2 khe
d là độ dịch chuyển của nguồn sáng
10) Khi trên đường truyền của ánh sáng từ khe S
1
(hoặc S
2
) được đặt một bản mỏng dày e, chiết suất n
thì hệ vân sẽ dịch chuyển về phía S
1
(hoặc S
2
) một đoạn:
0
( 1)n eD
x
a
-
=
11) Vân trùng : Sự trùng nhau của các bức xạ λ

1
+ 0,5)i
1
= (k
2
+ 0,5)i
2
= ... ⇒ (k
1
+ 0,5)λ
1
= (k
2
+ 0,5)λ
2
= ...
Lưu ý: Vị trí có màu cùng màu với vân sáng trung tâm là vị trí trùng nhau của tất cả các vân sáng của các bức
xạ.
12)Trong hiện tượng giao thoa ánh sáng trắng (0,4
µ
m
≤

λ

≤
0,76
µ
m)
- Bề rộng quang phổ bậc k:

a k D
l
l
= + =Þ Ỵ
+
Với 0,4 µm ≤ λ ≤ 0,76 µm ⇒ các giá trị của k ⇒ λ
- Khoảng cách dài nhất và ngắn nhất giữa vân sáng và vân tối cùng bậc k:
đ
[k ( 0,5) ]
Min t
D
x k
a
λ λ
∆ = − −
axđ
[k ( 0,5) ]
M t
D
x k
a
λ λ
∆ = + −
Khi vân sáng và vân tối nằm khác phía đối với vân trung tâm.
8
Ơn tập chương VI: Sóng ánh sáng năm học 2009-2010
axđ
[k ( 0,5) ]
M t
D

.
2
1
vm
e
.
Từ CT trên => v =
e
m
Ue..2
và v
max
=
e
m
Ue
0
..2
Công suất tỏa nhiệt : P = U.I,
t
eN
t
q
I
∆
=
∆
∆
=
.

A. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng khơng bị tán sắc khi qua lăng kính.
B. Mỗi ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu sắc nhất định khác nhau.
C. Ánh sáng trắng là tập hợp của 7 ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
D. Lăng kính có khả năng làm tán sắc ánh sáng.
6.5: Một tia sáng đi qua lăng kính ló ra chỉ một màu duy nhất khơng phải màu trắng thì đó là:
A. Ánh sáng đơn sắc B. Ánh sáng đa sắc.
C. Ánh sáng bị tán sắc D. Lăng kính khơng có khả năng tán sắc.
6.6: Một sóng ánh sáng đơn sắc được đặt trưng nhất là:
A. màu sắc B. tần số
C. vận tốc truyền D. chiết suất lăng kính với ánh sáng đó.
9