HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC
VẬT LÝ 12 NÂNG CAO
Chương 6
SÓNG ÁNH SÁNG

I/. Tán sắc ánh sáng
1. Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng (do Niu-tơn thực hiện lần đầu tiên năm 1672)
+ Bố trí thí nghiệm như hình 35.1
+ Kết quả: Chùm ánh sáng trắng của Mặt Tời, sau khi qua lăng kính, đã bị phân tách thành một dải
sáng liên tục nhiều màu. Trong đó có bảy màu chính: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Chùm sáng
màu đỏ bị lệch ít nhất, chùm sáng màu tím bị lệch nhiều nhất. Dải màu này gọi là quang phổ của ánh
sáng Mặt Trời. Hiện tượng này gọi là sự tán sắc ánh sáng.
2. Ánh sáng trắng và ánh sáng đơn sắc
a) Ánh sáng đơn sắc
+ Bố trí thí nghiệm như hình 35.2 (Thí nghiệm của Niu-tơn về ánh sáng đơn sắc)
+ Kết quả: Chùm sáng có màu xác định, gọi là chùm sáng đơn sắc, khi đi qua lăng kính vẫn giữ nguyên
màu, không bị tán sắc. Góc lệch của các chùm tia có màu khác nhau khi truyền qua lăng kính là khác
nhau.
+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc mà chỉ bị lệch khi đi qua lăng kính.
b) Ánh sáng trắng
Ánh sáng trắng (ánh sáng Mặt Trời, ánh sáng hồ quang điện, ánh sáng đèn điện dây tóc,…) là hỗn hợp
của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím. Ánh sáng trắng là một trường hợp của ánh sáng
phức tạp, hay ánh sáng đa sắc.
3. Giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng
+ Ta biết rằng, ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc, có màu từ đỏ đến tím. Ngoài ra,
chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau, nhỏ nhất đối
với ánh sáng đỏ và lớn nhất đối với ánh sáng tím. Chiết suất của lăng kính càng lớn thì góc lệch của tia
sáng qua lăng kính càng lớn. Nên khi các chùm sáng đơn sắc có màu khác nhau trong chùm ánh sáng
trắng, sau khi khúc xạ qua lăng kính, bị lệch với các góc lệch khác nhau. Kết quả là, chùm ánh sáng
trắng ló ra khỏi lăng kính bị trải rộng ra thành nhiều chùm đơn sắc, tạo thành quang phổ của ánh sáng
trắng.

Khi chiếu vào khe S ánh sáng trắng thì trên màn E ta thấy có một vạch sáng trắng ở chính giữa,
hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. (Hình 37.2)
c) Giải thích: (Hình 36.4)
Ánh sáng từ đèn Đ qua kính lọc sắt F chiếu sáng khe S làm cho khe S trở thành nguồn phát sóng
ánh sáng, truyền đến hai khe
1 2
S ,S
(được gọi là khe Y-âng). Hai khe
1 2
S ,S
được chiếu sáng bởi cùng
một nguồn sáng S, nên trở thành hai nguồn kết hợp có cùng tần số. Hai sóng do
1 2
S ,S
phát ra là hai
sóng kết hợp có cùng bước sóng và có độ lệch pha không đổi, nên trong vùng không gian hai sóng gặp
nhau sẽ giao thoa với nhau.
+ Các vạch sáng gọi là vân sáng ứng với cực đại giao thoa.
+ Các vạch tối gọi là vân tối ứng với cực tiểu giao thoa.
d) Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng giao nhau phải là hai chùm sáng
kết hợp.
e) Hiện tượng giao thoa ánh sáng là một bằng chứng thực nghiệm quan trọng khẳng định ánh sáng có
tính chất sóng.
3. Vị trí các vân giao thoa
+ Vị trí vân sáng:
( )
D
x k k 0, 1, 2,...
a
λ

Trong đó: a là khoảng cách giữa hai khe sáng (mm).
D là khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát (m).
λ
là bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm
( )
mµ
.
i (mm) và x (mm).
5. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa
Từ công thức
D
i
a
λ
=
suy ra
ia
D
λ =
Nếu đo chính xác D, a và i thì ta xác định được bước sóng
ánh sáng
λ
. Đó là nguyên tắc của phép đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa.
6. Bước sóng và màu sắc ánh sáng
+ Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (tần số) xác định.
+ Trong chân không (trong không khí) ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ
0,38 mµ
(ánh sáng tím) đến
0,76 mµ
(ánh sáng đỏ).

Chiết suất của môi trường trong suốt có giá trị phụ thuộc tần số và bước sóng của ánh sáng. Đối
với một môi trường trong suốt nhất định, chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá
trị càng nhỏ hơn so với chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn.
III/. Máy quang phổ. Các loại quang phổ
1. Máy quang phổ lăng kính
a) Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc
khác nhau. Nói khác đi, nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do
một nguồn sáng phát ra.
b) Cấu tạo: Máy quang phổ lăng kính có ba bộ phận chính (Hình 39.1)
+ Ống chuẩn trực có dạng một cái ống tạo ra chùm tia sáng song song, Nó có một khe hẹp F nằm ở
tiêu diện của một thấu kính hội tụ
1
L
.
+ Hệ tán sắc gồm một hoặc vài lăng kính P, có tác dụng phân tích chùm tia song song từ
1
L
chiếu tới
thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
+ Buồng tối hay buồng ảnh là một hộp kín có một thấu kính hội tụ
2
L
và một tấm kính ảnh hoặc một
tấm kính mờ đặt tại tiêu diện của
2
L
.
c) Nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Ánh sáng từ nguồn S rọi vào khe F, khi ló ra khỏi ống chuẩn trực nó trở thành chùm sáng song
song. Chùm sáng này qua lăng kính bị phân tách thành nhiều chùm đơn sắc song song. Mỗi chùm sáng

lại, nó chỉ phát bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ.
c) Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố đó. Vì vậy, cũng có
thể căn cứ vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của nguyên tố trong các hỗn hợp hay
hợp chất.
5. Phân tích quang phổ
Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học của một chất
(hay hợp chất), dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ.
+ Phép phân tích định tính cho kết quả nhanh, và có thể cùng một lúc xác định được sự có mặt của
nhiều nguyên tố.
+ Phép phân tích định lượng rất nhạy, phát hiện được một hàm lượng rất nhỏ của chất trong mẫu.
IV/. Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tia X
1. Tia hồng ngoại
Bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn
0,76μm
đến khoảng vài milimét (lớn hơn bước
sóng của ánh sáng đỏ) gọi là bức xạ hồng ngoại hay tia hồng ngoại.
a) Nguồn phát tia hồng ngoại
Mọi vật, dù ở nhiệt độ thấp, đều phát ra tia hồng ngoại. Cơ thể người phát ra tia hồng ngoại có
bước sóng ở vùng
9 mµ
. Mặt Trời, lò than, đèn điện dây tóc, … là nguồn phát tia hồng ngoại rất mạnh.
b) Tính chất
+ Tính chất nổi bật là tác dụng nhiệt. Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên.
+ Có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học, tác dụng lên một số loại phim ảnh.
+ Có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần.
+ Có thể gây ra hiện tượng quang điện trong, ở một số chất bán dẫn.
c) Ứng dụng
+ Dùng để sấy khô, sưởi ấm.
+ Sử dụng trong các bộ điều khiển từ xa.
+ Chụp ảnh bề mặt của Trái Đất từ vệ tinh.

+ Tia tử ngoại được dùng để khử trùng nước uống, thực phẩm và dụng cụ y tế.
+ Dùng chữa bệnh còi xương.
+ Dùng để tìm vết nứt trên bề mặt kim loại, …
3. Tia X (tia Rơn-ghen)
Bức xạ có bước sóng từ
8
10 m
−
đến
11
10 m
−
(ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại) được gọi là
tia X (hay tia Rơn-ghen).
Tia X cứng có bước sóng rất ngắn, tia X mềm có bước sóng dài hơn.
a) Cách tạo tia X
Khi cho chùm tia catốt (chùm êlectrôn có vận tốc lớn) đập vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng
lớn, từ đó phát ra bức xạ không nhìn thấy được, đó là tia X. Ống phát ra tia X gọi là ống tia X (hình
41.1).
b) Tính chất
+ Tính đâm xuyên. Tia X đi xuyên qua được giấy, vải, gỗ, …Tia X dễ dàng đi xuyên qua tấm nhôm
dày vài xentimét, nhưng lại bị lớp chì dày vài milimét chặn lại. Chì được dùng làm màn chắn tia X. Tia
X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng sâu.
+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa không khí.
+ Làm phát quang nhiều chất.
+ Gây ra hiện tượng quang điện.
+ Có tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn, …
c) Công dụng của tia X:
+ Dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa ung thư.
+ Dùng để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, các bọt khí bên trong các vật bằng kim

)
Miền sóng điện từ Bước sóng (m) Tần số (Hz)
Sóng vô tuyến điện
4 4
3.10 10
−
÷
4 12
10 3.10÷:
Tia hồng ngoại
3 7
10 7,6.10
− −
÷
11 14
3.10 4.10÷
Ánh sáng nhìn thấy
7 7
7,6.10 3,8.10
− −
÷
14 14
4.10 8.10÷
Tia tử ngoại
7 9
3,8.10 10
− −
÷
14 17
8.10 3.10÷