Lý thuyết cơ bản chương sóng ánh sáng

Bài viết khái quát nội dung lý thuyết của cả chương sóng ánh sáng.Tán sắc, giao thoa ánh sáng, máy quang phổ và các loại tia là nội dung kiến thức của chương.

LÝ THUYẾT CƠ BẢN CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG

I. Tán sắc ánh sáng.

Bạn đang đọc: Lý thuyết cơ bản chương sóng ánh sáng

* Sự tán sắc ánh sáng:Tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.

* Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng

– Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi đi qua lăng kính. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một màu gọi là màu đơn sắc. Mỗi màu đơn sắc trong mỗi thiên nhiên và môi trường có một bước sóng xác lập .- Khi truyền qua những thiên nhiên và môi trường trong suốt khác nhau tốc độ của ánh sáng đổi khác, bước sóng của ánh sáng đổi khác còn tần số của ánh sáng thì không đổi khác .- 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 .- Chiết suất của những chất trong suốt biến thiên theo sắc tố ánh sáng và tăng dần từ màu đỏ đến màu tím .

* Ứng dụng của sự tán sắc ánh sáng

– Máy quang phổ nghiên cứu và phân tích một chùm sáng đa sắc, do những vật sáng phát ra, thành những thành phần đơn sắc .- Hiện tượng cầu vồng xảy ra do sự tán sắc ánh sáng, những tia sáng Mặt Trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong những giọt nước trước khi tới mắt ta .

Phương pháp giải:

Áp dụng các công thức của lăng kính :

+ Công thức tổng quát:   sini1 =  n sinr1

sini2 = n sinr2A = r1 + r2D = i1 + i2 – A+ Trường hợp i và A nhỏ : i1 = nr1 ; i2 = nr2 ; D = ( n – 1 ) A+ Góc lệch cực tiểu :

                                                 

 +Công thức tính góc lệch cực tiểu:  \(sin\frac{D_{min}+A}{2}=nsin\frac{A}{2}\)                  

¨ Điều kiện để có phản xạ toàn phần : n1 > n2 ; i > igh với sinigh = \ ( \ frac { n_ { 2 } } { n_ { 1 } } \ )¨ Với ánh sáng trắng : \ ( \ left \ { \ begin { matrix } n_ { tim } \ geq n_ { \ lambda } \ geq n_ { do } và và \ \ \ lambda _ { tim } \ leq \ lambda \ leq \ lambda _ { do } và và \ end { matrix } \ right. \ )

II. Nhiễu xạ ánh sáng – Giao thoa ánh sáng.

a. Nhiểu xạ ánh sáng: Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng của ánh sáng khi đi qua lỗ nhỏ hoặc gặp vật cản. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

b. Hiện tượng giao thoa ánh sáng

– Hai chùm sáng tích hợp là hai chùm phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời hạn .- Khi hai chùm sáng tích hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa :+ Những chổ hai sóng gặp nhau mà cùng pha nhau, chúng tăng cường lẫn nhau tạo thành những vân sáng .+ Những chổ hai sóng gặp nhau mà ngược pha với nhau, chúng triệt tiêu nhau tạo thành những vân tối .- Nếu ánh sáng trắng giao thoa thì mạng lưới hệ thống vân của những ánh sáng đơn sắc khác nhau sẽ không trùng nhau :

+ Ở chính giữa, vân sáng của những ánh sáng đơn sắc khác nhau nằm trùng nhau cho một vân sáng trắng gọi là vân trắng chính giữa ( vân TT ) .+ Ở hai bên vân TT, những vân sáng khác của những 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 màu cầu vồng .- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là bằng chứng thực nghiệm khẵng định ánh sáng có đặc thù sóng .

c.Vị trí vân, khoảng vân trong giao thoa ánh sáng khe Young

   + Vị trí vân sáng: xs = k \(\frac{\lambda D}{a}\);  với k ∈ Z.

   + Vị trí vân tối:    xt = (2k + 1)\(\frac{\lambda D}{2a}\) ; với k ∈ Z.

   + Khoảng vân :    i =\(\frac{\lambda D}{a}\) .   =>  Bước sóng: \(\lambda =\frac{ia}{D}\)

+ Giữa n vân sáng liên tục có ( n – 1 ) khoảng chừng vân .

   => Vị trí vân sáng: xs = ki       

   =>  Vị trí vân tối:   xt = (2k + 1)i/2    

d. Thí nghiệm Young có bản mặt song song :

Xem thêm: Tần Số 39 Hz Là Gì – Đó Là Những Biểu Hiện Của Sự Lươn Lẹo – EU-Vietnam Business Network (EVBN)

– Do có bản mỏng mảnh có bề dày là e, chiết suất n :+ Quang lộ từ S1 đến M là : S1M = ( d1 – e ) + n. e

+ Quang lộ từ S2 đến M là : S2M = d2- Hiệu quang trình : δ = S2M – S1M = d2 – d1 – e ( n-1 ) = \ ( \ frac { ax } { D } \ ) – e ( n-1 )

– Vị trí vân sáng :    xs = k\(\frac{\lambda D}{a}\) + \(\frac{e.D}{a}\)(n-1)

– Vị trí vân tối :       xt = (k + 0,5)\(\frac{\lambda D}{a}\) + \(\frac{e.D}{a}\)(n-1)

– Hệ vân dời một đoạn về phía có đặt bản mặt song song : x0 = \ ( \ frac { e. D } { a } \ ) ( n-1 )

e. Bước sóng và màu sắc ánh sáng

+ Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một bước sóng xác lập trong chân không .+ Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy ( ánh sáng khả kiến ) đều có bước sóng trong chân không ( hoặc không khí ) trong khoảng chừng từ 0,38 μm ( ánh sáng tím ) đến 0,76 μm ( ánh sáng đỏ ) .+ Những màu chính trong quang phổ ánh sáng trắng ( đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím ) ứng với từng vùng có bước sóng lân cận nhau. Bảng màu và bước sóng của ánh sáng trong chân không như sau :

III. Quang phổ.

a. Máy quang phổ lăng kính

+ Máy quang phổ là dụng cụ nghiên cứu và phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau .+ Máy dùng để phân biệt những thành phần cấu trúc của một chùm sáng phức tạp do một nguồn phát ra .

+ Máy quang phổ có ba bộ phận chính :- Ống chuẫn trực là bộ phận tạo ra chùm sáng song song .- Hệ tán sắc có công dụng nghiên cứu và phân tích chùm tia song song thành nhiều chùm tia đơn sắc song song .- Buồng ảnh dùng để quan sát hay chụp ảnh quang phổ .+ Nguyên tắc hoạt động giải trí của máy quang phổ lăng kính dựa trên hiện tượng kỳ lạ tán sắc ánh sáng .

 b. Các loại quang phổ

IV. Tia hồng ngoại – Tia tử ngoại -Tia X.

a. Phát hiện tia hồng ngoại và tử ngoại

Ở ngoài quang phổ ánh sáng nhìn thấy, ở cả hai đầu đỏ và tím, còn có những bức xạ mà mắt không nhìn thấy, nhưng nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang mà ta phát hiện được. Các bức xạ đó gọi là tia hồng ngoại và tia tử ngoại .

b.Dùng ống Cu-lít-giơ tạo ra tia X:

Là ống thủy tinh chân không bên trong có hai điện cực :- Catot K bằng sắt kẽm kim loại, hình chỏm cầu làm cho những electron từ FF ’ quy tụ vào anot A- Anot A bằng sắt kẽm kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm trung tâm chảy cao làm nguội bằng nướcDây FF ’ được nung nóng bằng một dòng điện, những e bay từ FF ’ đến đập vào A làm phát ra tia X

b.Các tia

c.Thang sóng điện từ.

+ Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia gamma là sóng điện từ .Các loại sóng điện từ đó được tạo ra bởi những cách rất khác nhau, nhưng về thực chất thì chúng cũng chỉ là một và giữa chúng không có một ranh giới nào rỏ rệt .+ Tuy vậy, vì có tần số và bước sóng khác nhau, nên những sóng điện từ có những đặc thù rất khác nhau ( hoàn toàn có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy, có năng lực đâm xuyên khác nhau, cách phát khác nhau ) .Các tia có bước sóng càng ngắn ( tia X, tia gamma ) có đặc thù đâm xuyên càng mạnh, dễ tính năng lên kính ảnh, làm phát quang những chất và dễ ion hóa không khí .Với những tia có bước sóng dài ta dễ quan sát hiện tượng kỳ lạ giao thoa .

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

Xem thêm: Hướng dẫn kê khai thuế điện tử – Đại lý Thuế Việt An

2k6 tham gia ngay Group Zalo chia sẻ tài liệu ôn thi và hỗ trợ học tập

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 – Xem ngay

Source: https://vh2.com.vn
Category : Điện Tử