GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Chơng 6 Sóng ánh sáng.
I. kiến thức
1. Hiện tợng tán sắc ánh sáng: Sự phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau
gọi là sự tán sắc ánh sáng.
Dải sáng nhiều màu gọi là quang phổ của ánh sáng. Đó là kết quả của tán sắc ánh sáng.
Tán sắc ánh sáng xảy ra trên bề mặt phân cách giữa hai môi trờng, khi ánh sáng chiếu xiên góc với mặt
phân cách.
Nguyên nhân của hiện tợng tán sắc ánh sáng là do vận tốc truyền ánh sáng trong môi trờng trong suốt phụ
thuộc vào tần số (chu kỳ) của ánh sáng. Vì vậy chiết suất của môi trờng trong suốt phụ thuộc vào tần số (hay bớc
sóng của ánh sáng). ánh sáng có tần số càng nhỏ (bớc sóng càng dài) thì chiết suất của môi trờng càng bé. Chiết
suất môi trờng tăng từ màu đỏ đến màu tím.
Cầu vồng là kết quả tán sắc ánh sáng mặt trời chiếu qua các giọt nớc ma, mỗi ngời nhìn thấy cầu vồng khác
nhau.
Hiện tợng tán sắc ánh sáng đợc ứng dụng trong máy quang phổ để phân tích thành phần cấu tạo của chùm
ánh sáng do các nguồn sáng phát ra.
2. ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có bớc sóng (tần số) và màu sắc nhất định; nó không bị tán sắc khi đi qua
lăng kính. ánh sáng trắng là tập hợp của rất nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau.
Mỗi ánh sáng đơn sắc có bớc sóng, tơng ứng với màu sắc nhất định: từ tím, chàm, lam, lục, vàng, da cam,
đỏ: trong khoảng 0.38, 0.43, 0.45, 0.50, 0.57, 0.59, 0.64, 0.76 (àm).
Quá trình ánh sáng truyền đi (sóng truyền đi) thì tần số (hay chu kỳ) không đổi, màu sắc không đổi, còn bớc
sóng và vận tốc thay đổi. Vận tốc ánh sáng qua môi trờng giảm (hay chiết suất tăng) bao nhiêu lần thì bớc sóng
giảm bấy nhiêu lần.
3. Hiện tợng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tợng truyền ánh sáng không tuân theo định luật truyền thẳng ánh sáng,
quan sát đợc khi ánh sáng truyền qua lỗ nhỏ, hoặc gần mép những vật trong suốt hoặc không trong suốt.
Nguyên nhân: Sự truyền ánh sáng là một quá trình truyền sóng.
f
c
=
=
=
, k là bậc của vân giao thoa. K = 0; k =
1
; k =
2
.........
Vị trí vân tối là:
i).
2
1
k(
a2
D
)1k2(x
t
+=
+=
. Vân tối thứ n nắm giữa vân sáng n -1.
K = 0; k =
1
; k =
2
.........
+ Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ bao gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những
khoảng tối. Quang phổ này do các chất khí hay hơi có khối lợng riêng nhỏ phát ra khi bị kích thích (khi nóng
sáng, hoặc khi có dòng điện phóng qua). Mỗi chất khí bị kích thích phát ra những bức xạ có bớc sóng xác định và
cho một quang phổ vạch riêng, đặc trng cho nguyên tố đó.
+ Quang phổ liên tục, thiếu nhiều vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ, đợc gọi là quang phổ
vạch hấp thụ của nguyên tố đó. Nó tạo thành khi chiếu ánh sáng trắng qua một chất khí (hay hơi) bị kích thích, nh-
ng nhiết độ của khí (hơi) hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của quang phổ liên tục. Mỗi nguyên tố hoá học cho một
quang phổ hấp thụ riêng đặc trng cho nguyên tố đó.
+ ở nhiệt độ xác định, một vật chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng phát xạ, và ngợc lại, nó chỉ
phát ra bức xạ nào mà nó có khả năng hấp thụ. (Định luật Kiếc-sốp - sự đảo sắc các vạch quang phổ).
+ Phép phân tích quang phổ: là phơng pháp vật lí dùng để xác định thành phần hoá 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. Nó cho biết sự có mặt
của 1 nguyên tố hoá học trong mẫu. Cho kết quả nhanh, chính xác cả định tính và định lợng. Rất nhạy (chỉ cần
nồng độ nhỏ), cả cho biết nhiệt độ phát xạ và xa ngời quan sát.
7. Các loại tia:
a) Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bớc sóng từ vài mili mét đến 0,76m (nhỏ hợ sóng
vô tuyến, lớn hơn áng sáng đỏ).
Tia hồng ngoại do các vật phát ra (cả nhiệt độ thấp). Nhiệt độ càng cao, bớc sóng càng nhỏ.
Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt mạnh, tác dụng lên kính ảnh, gây hiệu ứng quang điện trong ở một số chất
bán dẫn.
Nó đợc ứng dụng để sởi, sấy khô, chụp ảnh hồng ngoại, quan sát ban đêm (quân sự), điều khiển từ xa trong
các thiết bị nghe, nhìn.
b) Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy đợc có bớc sóng nhỏ hơn bớc sóng ngắn hơn 3,8.10
-7
m đến
10
-9
m (hay bức xạ tử ngoại).
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
=
v
c
n
à
;
= F(f)
Câu hỏi và bài tập
1: Tán sắc ánh sáng
6.1. Phát biu nào di ây sai, khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc:
A. 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.
B. Chiếu suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là nh nhau.
C. ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc qua lăng kính.
D. Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua một môi trờng trong suốt thì chiết suất của môi trờng đối với ánh sáng
đỏ là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
6.2. Chọn câu Đúng. Một chùm ánh sáng đơn sắc, sau khi đi qua lăng kính thuỷ tinh thì:
A. không bị lệch và không đổi màu. B. chỉ đổi màu mà không bị lệch.
C. chỉ bị lệch mà không đổi màu. D. vừa bị lệch, vừa đổi màu.
6.3. Chọn câu Đúng. Hiện tợng tán sắc xảy ra:
A. chỉ với lăng kính thuỷ tinh. B. chỉ với các lăng kính chất rắn hoặc lỏng.
C. ở mặt phân cách hai môi trờng khác nhau.
D. ở mặt phân cách một môi trờng rắn hoặc lỏng với chân không (hoặc không khí).
6.4. Hiện tợng tán sắc xảy ra do ánh sáng trắng là một hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau và còn do
nguyên nhân nào dới đây.
A. lăng kính bằng thuỷ tinh. B. lăng kính có góc chiết quang quá lớn.
C. lăng kính không đặt ở góc lệch cực tiểu.
D. chiết suất của mọi chất - trong đó có thuỷ tinh - phụ thuộc bớc sóng (do đó vào màu sắc) của ánh sáng.
B. Chiếu ánh sáng trắng vào máy quang phổ sẽ thu đợc quang phổ liên tục.
C. Mỗi chùm ánh sáng trên đều có một bớc sóng xác định.
D. ánh sáng tím bị lệch về phía đáy lăng kính nhiều nhất nên chiết suất của lăng kính đối với nó lớn nhất.
6.10. Nguyên nhân gây ra hiện tợng tán sắc ánh sáng mặt trời trong thí nghiệm của Niutơn là
A. thủy tinh đã nhuộm màu cho chùm ánh sáng mặt trời.
B. chiết suất của lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc là khác nhau.
C. lăng kính có tác dụng làm biến đổi màu chùm ánh sáng mặt trời.
D. chùm ánh sáng mặt trời đã bị nhiễu loạn khi đi qua lăng kính.
6.11. Trong một thí nghiệm ngời ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một lăng
kính có góc chiết quang A = 8
0
theo phơng vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một
màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. Trên màn E ta thu đợc hai vết
sáng. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì góc lệch của tia sáng là
A. 4,0
0
; B. 5,2
0
; C. 6,3
0
; D. 7,8
0
.
6.12. Trong một thí nghiệm ngời ta chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc song song hẹp vào cạnh của một lăng
kính có góc chiết quang A = 8
0
theo phơng vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một
màn ảnh E song song và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1m. Trên màn E ta thu đợc hai vết
sáng. Sử dụng ánh sáng vàng, chiết suất của lăng kính là 1,65 thì khoảng cách giữa hai vết sáng trên màn là
A. 9,07 cm; B. 8,46 cm; C. 8,02 cm; D. 7,68 cm.
B. không đợc bảo toàn vì, ở chỗ vân tối ánh sáng cộng sáng lại thành bóng tối.
C. vẫn đợc bảo toàn, vì ở chỗ các vân tối một phần năng lợng ánh sáng bị mất do nhiễu xạ.
D. vẫn đợc bảo toàn, nhng đợc phối hợp lại, phần bới ở chỗ vân tối đợc truyền cho vân sáng.
3: Khoảng vân- bớc sóng và màu sắc ánh sáng.
6.19. Chọn phát biểu Đúng. Để hai sóng ánh sáng kết hợp, có bớc sóng tăng cờng lẫn nhau, thì hiệu đờng đi
của chúng phải
A. bằng 0. B. bằng k, (với k = 0, +1, +2).
C. bằng
2
1
k
(với k = 0, +1, +2). D.
+
4
k
D.
a
D
)k(x
K
+=
4
1
.(với k = 0, +1, +2).
6.21. Trong các công thức sau, công thức nào là đúng là công thứcxác định vị trí vân sáng trên màn?
A.
k2
a
D
x =
; B.
a2
D
x =
; C.
k
a
D
x =
; D.
thức nào trong các công thức sau:
A.
D
ax
d-d
12
=
; B.
D
ax2
d-d
12
=
; C.
D2
ax
d-d
12
=
; D.
x
aD
d-d
12
=
.
6.24. trong các thí nghiệm sau đây, thí nghiệm nào có thể dùng để đo bớc sóng ánh sáng?
A. Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn; B. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng;
C. Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe I-âng; D. Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc.
6.25. Vị trí vân sáng trong thí nghiệm giao thoa của Iâng đợc xác định bằng công thức nào sau đây?
a
D
i
=
; B.
D
a
i
=
; C.
a2
D
i
=
; D.
=
a
D
i
.
6.27. Trong một thí nghiệm đo bớc sóng ánh sáng thu đợc một kết quả = 0,526àm. ánh sáng dùng trong thí
nghiệm là ánh sáng màu
A. đỏ; B. lục; C. vàng; D. tím.
6.28. Từ hiện tợng tán sắc và giao thoa ánh sáng, kết luận nào sau đây là đúng khi nói về chiết suất của một
môi trờng?
A. Chiết suất của môi trờng nh nhau đối với mọi ánh sáng đơn sắc.
sáng thứ ba kể từ vân sáng trung tâm là
A. 0,4 mm; B. 0,5 mm; C. 0,6 mm; D. 0,7 mm.
* Mt ngun S phỏt ỏnh sỏng n sc cú bc súng = 0,5 àm n khe Young S
1,
S
2
vi S
1
S
2
=
0,5mm. Mt phng cha S
1
S
2
cỏch mn khong D = 1m.( Dựng cho cõu 6.38 v 6.39)
6.38. Tớnh khong võn:
A. 0,5mm B. 0,1mm C.2mm D.1mm
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.39.Nu thớ nghim trong mụi trng cú chit sut
3
4
thỡ khong võn l:
A. 1,75mm B.1,5mm C. 0,5mm D. 0,75mm
6.40. Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa đợc hứng
trên màn ảnh cách hai khe 1m. Sử dụng ánh sáng đơn sắc có bớc sóng , khoảng vân đo đợc là 0,2 mm. Vị trí vân
tối thứ t kể từ vân sáng trung tâm là
A. 0,4 mm; B. 0,5 mm; C. 0,6 mm; D. 0,7 mm.
6.41. Trong một TN Iâng về giao thoa ánh sáng, hai khe Iâng cách nhau 2mm, hình ảnh giao thoa đợc hứng
D. Hoàn toàn không thay đổi gì.
6.48. Điều nào sau đây là sai khi nói về quang phổ liên tục?
A. Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng.
B. Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng.
C. Quang phổ liên tục là những vạch màu riêng biệt hiện trên một nền tối.
D. Quang phổ liên tục do các vật rắn, lỏng hoặc khí có tỉ khối lớn khi bị nung nóng phát ra.
6.49. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Trong máy quang phổ thì ống chuẩn trực có tác dụng tạo ra chùm tia sáng song song.
B. Trong máy quang phổ thì buồng ảnh nằm ở phía sau lăng kính.
C. Trong máy quang phổ thì Lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp song song thành các
chùm sáng đơn sắc song song.
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
D. Trong máy quang phổ thì quang phổ của một chùm sáng thu đợc trong buồng ảnh của máy là một dải
sáng có màu cầu vồng.
6.50. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trớc khi đi qua thấu kính của buồng ảnh là một
chùm tia phân kỳ có nhiều màu khác nhau.
B. Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trớc khi đi qua thấu kính của buồng ảnh là tập hợp
gồm nhiều chùm tia sáng song song, mỗi chùm một màu có hớng không trùng nhau
C. Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trớc khi đi qua thấu kính của buồng ảnh là một
chùm tia phân kỳ màu trắng.
D. Chùm tia sáng ló ra khỏi lăng kính của máy quang phổ trớc khi đi qua thấu kính của buồng ảnh là một
chùm tia sáng màu song song.
6.51. Chọn câu đúng.
A. Quang phổ liên tục của một vật phụ thuộc vào bản chất của vật
B. Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của vật nóng sáng
C. Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của vật
D. Quang phổ liên tục phụ thuộc cả nhiệt độ và bản chất của vật
6.52. Quang phổ liên tục phát ra bởi hai vật có bản chất khác nhau thì
C. Quang phổ vạch phát xạ là những dải màu biến đổi liên tục nằm trên một nền tối
D. Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống các vạch sáng màu nằm riêng rẽ trên một nền tối
6.59. Để thu đợc quang phổ vạch hấp thụ thì
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A. Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải lớn hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng
B. Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng
C. Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải bằng nhiệt độ của nguồn sáng trắng
D. áp suất của đám khí hấp thụ phải rất lớn
6.60. Phép phân tích quang phổ là
A. Phép phân tích một chùm sáng nhờ hiện tợng tán sắc
B. Phép phân tích thành phần cấu tạo của một chất dựa trên việc nghiên cứu quang phổ do nó phát ra
C. Phép đo nhiệt độ của một vật dựa trên quang phổ do vật phát ra
D. Phép đo vận tốc và bớc sóng của ánh sáng từ quang phổ thu đợc
6.61. Khẳng định nào sau đây là đúng?
A. Vị trí vạch tối trong quang phổ hấp thụ của một nguyên tố trùng với vị trí vạch sáng màu trong quang
phổ vạch phát xạ của nguyên tố đó
B. Trong quang phổ vạch hấp thụ các vân tối cách đều nhau
C. Trong quang phổ vạch phát xạ các vân sáng và các vân tối cách đều nhau
D. Quang phổ vạch của các nguyên tố hóa học đều giống nhau ở cùng một nhiệt độ.
5: Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X
6.62. Chọn phát biểu khụng Đúng. Tia hồng ngoại đợc phát ra:
A. chỉ bởi các vật nung nóng. B. chỉ bởi vật có nhiệt độ cao.
C. chỉ bởi các vật có nhiệt độ trên 0
0
C. D. bởi mọi vật có nhiệt độ di 0K.
6.63. Chọn phát biểu Đúng. Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là:
A. đợc quang điện. B. Tác dụng quang học.
C. Tác dụng nhiệt. D. Tác dụng hoá học (làm đen phin ảnh).
6.64. Tia tử ngoại đợc phát ra rất mạnh từ nguồn nào sau đây?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
B. Tia hồng ngoại có thể kích thích cho một số chất phát quang.
C. Tia hồng ngoại chỉ đợc phát ra từ các vật bị nung nóng có nhiệt độ trên 500
0
C.
D. Tia hồng ngoại mắt ngời không nhìn thấy đợc.
6.72. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Vật có nhiệt độ trên 3000
0
C phát ra tia tử ngoại rất mạnh.
B. Tia tử ngoại không bị thủy tinh hấp thụ.
C. Tia tử ngoại là sóng điện từ có bớc sóng nhỏ hơn bớc sóng của ánh sáng đỏ.
D. Tia tử ngoại có tác dụng nhiệt.
6.73. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tia tử ngoại có tác dụng sinh lý.
B. Tia tử ngoại có thể kích thích cho một số chất phát quang.
C. Tia tử ngoại có tác dụng mạnh lên kính ảnh. D. Tia tử ngoại có không khả năng đâm xuyên.
6.74. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Tia hồng ngoại có tần số cao hơn tần số của tia sáng vàng.
B. Tia tử ngoại có bớc sóng lớn hơn bớc sóng của tia sáng đỏ.
C. Bức xạ tử ngoại có tần số cao hơn tần số của bức xạ hồng ngoại.
D. Bức xạ tử ngoại có chu kỳ lớn hơn chu kỳ của bức xạ hồng ngoại.
6.75. Trong một thí nghiệm Iâng sử dụng một bức xạ đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe S
1
và S
2
là a = 3mm.
Màn hứng vân giao thoa là một phim ảnh đặt cách S
1
,S
C. Tia X có thể đợc phát ra từ các đèn điện. D. Tia X có thể xuyên qua tất cả mọi vật.
6.83 Chọn câu sai
A. Tia X có khả năng xuyên qua một lá nhôm mỏng.
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
B. Tia X có tác dụng mạnh lên kính ảnh.
C. Tia X là bức xạ có thể trông thấy đợc vì nó làm cho một số chất phát quang
D. Tia X là bức xạ có hại đối với sức khỏe con ngời.
6.84. Bức xạ có bớc sóng trong khoảng từ 10
-9
m đến 4.10
-7
m thuộc loại nào trong các loại sóng dới đây?
A. Tia X.; B. ánh sáng nhìn thấy.
C. Tia hồng ngoại.; D. Tia tử ngoại.
6.85. Thân thể con ngời bình thờng có thể phát ra đợc bức xạ nào dới đây?
A. Tia X. B. ánh sáng nhìn thấy.
C. Tia hồng ngoại. D. Tia tử ngoại.
6.86. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có cùng bản chất là sóng điện từ.
B. Tia hồng ngoại có bớc sóng nhỏ hơn tia tử ngoại.
C. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là những bức xạ không nhìn thấy.
D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có tác dụng nhiệt
6.87. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tia X và tia tử ngoại đều có bản chất là sóng điện từ.
B. Tia X và tia tử ngoại đều tác dụng mạnh lên kính ảnh.
C. Tia X và tia tử ngoại đều kích thích một số chất phát quang.
D. Tia X và tia tử ngoại đều bị lệch khi đi qua một điện trờng mạnh.
6.88. Tính chất quan trọng nhất và đợc ứng dụng rộng rãi nhất của tia X là gì?
A. Khả năng đâm xuyên mạnh
c. Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các electron quang điện không phụ thuộc cờng độ chùm sáng
kích thích mà chỉ phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng kích thích và bản chất kim loại.
3. Thuyết lợng tử ánh sáng.
a) Giả thuyết lợng tử năng lợng của Plăng: (1900)
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Năng lợng bức xạ đợc phát ra không thể có giá trị liên tục bất kì, mà bao giờ cũng là một bội số nguyên của
một năng lợng nguyên tố, đợc gọi là lợng tử năng lợng.
Nếu bức xạ có tần số f (bớc sóng ) thì giá trị một lợng tử năng lợng tơng ứng bằng:
==
c
hhf
; trong đó h = 6,625.10
-34
J.s gọi là hằng số Plăng.
b) Thuyết lợng tử áng sáng, phôton. (Anhxtanh -1905)
Chùm ánh sáng là một chùm hạt, mỗi hạt là một phôtôn (hay lợng tử ánh sáng). Phôtôn có vận tốc của ánh
sáng, trong chân không, có một động lợng xác định và mang một năng lợng xác định = hf = hc/
,
chỉ phụ thuộc
vào tần số f của ánh sáng, mà không phụ thuộc khoảng cách từ nó đến nguồn sáng.
Cờng độ chùm sáng tỉ lệ với số phôtôn phát ra trong một đơn vị thời gian.
4. Các công thức về quang điện:
+ Năng lợng của lợng tử:
==
hc
P
.; N
P
: số photon ánh sáng trong môt giây.
+ Cờng độ dòng quang điện bào hoà: I
bh
= N
e
.e; N
e
là số êlectron quang điện trong 1 giây.
+ Hiệu suất lợng tử:
'N
N
H
P
e
=
;
'N
P
là số photon ánh sáng đến catốt trong 1 giây.
+ Số photon ánh sáng đến catốt và số photon ánh sáng: N
P
= H.N
P
; H là số phần trăm ánh sáng đến catốt
(thờng các bài toán H = 100%, nên N
P
= N
C.
+ 1eV = 1,6.10
-19
J.
6. Hiện tợng quang điện cũng đợc ứng dụng trong các tế bào quang điện, trong các dụng cụ để biến đổi các
tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện.
7. Hiện tợng quang dẫn là hiện tợng giảm mạnh điện trở của các bán dẫn khi bị chiếu sáng.
Trong hiện tợng quang dẫn, ánh sáng dã giải phóng các electron liên kết để tạo thành các electron dẫn và lỗ
trống tham gia quá trình dẫn điện. Hiện tợng này là hiện tợng quang điện trong. Hiện tợng quang dẫn, hiện tợng
quang điện trong đợc ứng dụng trong các quang điện trở, pin quang điện.
8. Hiện tợng hấp thụ ánh sáng là hiện tợng cờng độ chùm sáng giảm khi đi qua một môi trờng. Cờng độ I của
chùm sáng đơn sắc giảm theo độ dài d của đờng đi: I = I
0
.e
-
d
.
+ Nói chung môi trờng hấp thụ lọc lựa ánh sáng. Kính màu là kết quả sự hấp thụ lọc lựa ánh sáng.
+ Chùm sáng chiếu vào một vật, gây ra phản xạ lọc lựa ánh sáng. Màu sắc các vật là kết quả của sự hấp thụ
và phản xạ lọc lựa, tán xạ ánh sáng.
9. Sự phát quang là sự phát ra ánh sáng nhìn thấy của một vật, khi vật hấp thụ năng lợng dới dạng nào đó (hấp
thụ bức xạ điện từ có bớc sóng ngắn).
Sự quang phát quang có đặc điểm:
+ Mỗi chất phát quang cho một quang phổ riêng đặc trng cho nó.
+ Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang còn tiếp tục kéo dài một thời gian nào đó. Nếu thời gian phát
quang ngắn dới 10
-8
s gọi là huỳnh quang; nếu thời gian dài tử 10
-6
Ngợc lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng E
n
mà hấp thụ đợc một phôtôn có năng lợng hf đúng bằng
hiệu E
m
- E
n
, thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng l-
ợng E
m
cao hơn.
* Mẫu nguyên tử Bo giải thích đợc quang phổ vạch
của hiđrô nhng không giải thích đợc quang phổ của các
nguyên tử phức tạp hơn.
* Muốn giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của
Hyđrô ta phải nắm chắc sơ đồ mức năng lợng và sự tạo
thành các vạch quang phổ.
Dãy Liman trong vùng tử ngoại, tạo thành do êléctron chuyển từ quỹ đạo ngoài về quỹ đạo K.
Dãy Banme trong vùng áng sáng nhìn thấy (khả kiến) và một phần tử ngoại, tạo thành do êléctron chuyển từ quỹ
đạo ngoài về quỹ đạo L; vạch tạo thành khi êléctron từ quỹ đạo M về L, vạch tạo thành khi êléctron từ quỹ đạo
N về L, vạch tạo thành khi êléctron từ quỹ đạo O về L, vạch tạo thành khi êléctron từ quỹ đạo P về quỹ đạo L.
Dãy Pasen trong vùng hồng ngoại, tạo thành do êléctron chuyển từ quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M.
Trong nguyên tử Hyđô bán kính quỹ đạo dừng và năng lợng của êléctrôn trên quỹ đạo đó tính theo công
thức : r
n
= r
0
.n
2
(A
0
= 0,578 àm .
b/ Từ công thức Anhxtanh suy ra : v
max
=
A
hc
m
2
= 3,7.10
5
m/s
c/ eU
h
=
2
2
max0
mv
=
A
hc
O
N
M
L
K
K
Lai-man Ban-me Pa-sen
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cờng dộ dòng quang điện bão hoà : I
bh
= ne với n là số êléctrôn thoát ra khỏi kim loại . Vì ta tính trong
một đơn vị thời gian nên : n = I
bh
/e = 3,12.10
16
(hạt) . H =
N
n
= 10
2
= 1% .
Bài 2. Khi chiếu vào một tấm kim loại một chùm sáng đơn sắc có bớc sóng 0,2àm . Động năng cực đại của các
êléctrôn bắn ra khỏi catốt 8.10
19
J . Hỏi khi chiếu lần lợt vào tấm kim loại đó hai chùm sáng đơn sắc có bớc sóng
1
1
: ta thấy
1
>
0
nên hiện tợng quang điện không xẩy ra . Với
2
<
0
nên hiện tợng quang điện sẩy ra
. Lúc đó :
2
mv
2
max0
=
hc
A = 1,79.10
19
J .
Bài 3. Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của ống Rơnghen là 4,8 kV. Hãy tìm:
a/ Bớc sóng nhỏ nhất của tia rơnghen mà nó phát ra ?
b/ Số êléctrôn đập vào đối catốt trong mỗi giây và vận tốc của êléctrôn khi tới catốt biết rằng cờng độ
dòng điện qua ống là 1,6 mA ?
Giải :
a/ Gọi U là hiệu điện thế giữa catốt và anốt , trớc khi đập vào đối catốt êléctrôn thu đợc động năng W
đ
=
Từ công thức W
đ
= eU = mv
2
/2 => v =
m/eU2
= 4,1.10
7
(m/s)
Bài 4. Trong nguyên tử Hyđô bán kính quỹ đạo dừng và năng lợng của êléctrôn trên quỹ đạo đó tính theo công
thức : r
n
= r
0
.n
2
(A
0
) và E = - E
0
/n
2
(eV) . Trong đó r
0
= 0,53 A
0
và E
0
= 13,6 eV ; n là các số nguyên liên tiếp d-
ơng : n = 1, 2, 3, . . . tơng ứng với các mực năng lợng .
0
= 2,12 A
0
; r
3
= 9r
0
= 4,76 A
0
. Lực tơng tác hạt nhân và
êléctrôn trong nguyên tử là : F = ke
2
/r
2
với k = 9.10
9
. Vì chuyển động tròn đều nên F là lực
hớng tâm : F = ma = mv
2
/r . Suy ra : ke
2
/r
2
= mv
2
/r => v =
mr
k
e
;
22
1
2
1
n
với n = 3 ,4 ,5 . . . Hai bớc sóng giới hạn của dẫy banme ứng với n = 3 & n =
Bớc sóng thứ nhất : thay n = 3 ta đợc : hc/
1
= 5E
0
/36 =>
1
= 36hc/E
0
= 0,657.10
6
m
Tơng tự : hc/
2
= E
0
/4 =>
2
= hc/E
0
= 0,365.10
6
m .
E
2
) (E
3
E
2
)
Vạch thứ ba : hc/
3
= E
6
E
3
= (E
6
E
2
) (E
3
E
2
)
Mà (E
3
E
2
) = hc/
; (E
321
111
=
=>
=
.
1
= 1,875 àm .
Tơng tự :
=
.
2
= 1,282 àm .
=
nhiễm điện khác.
D. Là hiện tợng hiện tợng êlectron bứt ra khỏi bề mặt tấm kim loại do bất kỳ nguyên nhân nào khác.
7.7. Phát biểu mào sau đây là sai khi nói về thuyết lợng tử ánh sáng?
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A. Những nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà thành
từng phần riêng biệt, đứt quãng.
B. Chùm sáng là dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn.
C. Năng lợng của các phôtôn ánh sáng là nh nhau, không phụ thuộc vào bớc sóng ánh sáng.
D. Khi ánh sáng truyền đi, các lợng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn
sáng.
7.8. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện.
A. Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện không phụ thuộc vào cờng độ chùm sáng kích
thích.
B. Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện phụ thuộc vào bớc sóng của ánh sáng kích thích.
C. Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện không phụ thuộc vào bản chất của kim loại làm
catôt.
D. Động năng ban đầu cực đại của các êlectron quang điện phụ thuộc vào bản chất của kim loại làm catôt.
7.9. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích
hợp.
B. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi nó bị nung nóng.
C. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi đặt tấm kim loại vào trong một
điện trờng mạnh.
D. Hiện tợng quang điện là hiện tợng electron bị bứt ra khỏi kim loại khi nhúng tấm kim loại vào trong một
dung dịch.
7.10. Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0,35m. Hiện tợng quang điện
sẽ không xảy ra khi chùm bức xạ có bớc sóng
A. 0,1 àm; B. 0,2 àm; C. 0,3 àm; D. 0,4 àm
7.11. Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là
của ánh sáng kích thích.
B. Với ánh sáng kích thích có bớc sóng
0
thì cờng độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cờng độ
chùm ánh sáng kích thích.
C. Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bớc sóng của ánh sáng kích thích và bản chất của kim loại dùng làm
catôt.
D. Hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào cờng độ của chùm ánh sáng kích thích.
7.16. Chiếu lần lợt hai chùm bức xạ đơn sắc có bớc sóng
1
và
2
vào
catôt của một tế bào quang điện thu đợc hai đờng đặc trng V - A nh hình
vẽ 7.16. Kết luận nào sau đây là đúng?
i
2
1
GV:Bựi c Thng THPT Cao Lónh 2. T liu ging dy lp 12- Lu hnh ni b
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A. Bớc sóng của chùm bức xạ 2 lớn hơn bớc sóng của chùm bức xạ 1
B. Tần số của chùm bức xạ 1 lớn hơn tần số của chùm bức xạ 2
C. Cờng độ của chùm sáng 1 lớn hơn cờng độ của chùm sáng 2
D. Giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catôt đối với chùm bức xạ 1
lớn hơn đối với chùm bức xạ 2
7.17. Chọn câu đúng: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bớc sóng vào catôt
của tế bào quang điện có bớc sóng giới hạn
0
. Đờng đặc trng V - A của tế
bào quang điện nh hình vẽ 7.17 thì
D. Động năng ban đầu cực đại của electron quang điện phụ thuộc vào bớc sóng của chùm ánh sáng kích
thích.
2: Thuyết lợng tử ánh sáng.
7.21 Chọn câu Đúng. Theo giả thuyết lợng tử của Plăng thì năng lợng:
A. của mọi êléctron B. của một nguyên tử
C. Của một phân tử D. Của một chùm sáng đơn sắc
phải luôn luôn bằng số lần lợng tử năng lợng.
7.22 Chọn câu Đúng. Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lợng:
A. của mọi phôtôn đều bằng nhau. B. của một phôtôn bằng một lợng tử năng lợng.
C. giảm dần khi phôtôn ra xa dần nguồn sáng. D. của phôtôn không phụ thuộc vào bớc sóng.
7.23. Trong các công thức nêu dới đây, công thức nào là công thức của Anh-xtanh:
A.
2
mv
Ahf
2
max0
+=
; B.
4
mv
Ahf
2
max0
+=
;
C.
2
mv
Ahf
2
mv
eU
2
max0
h
=
; D.
2
max0h
mveU
2
1
=
.
7.25. Điều khảng định nào sau đây là sai khi nói về bản chất của ánh sáng?
0 U
AK
Hình 7.17
i
0 U
AK
Hình 7.16
Copyright: Tài liệu đại học ©