Tóm tắt Chương V-Sóng Ánh Sáng

Ôn thi học kì II – Vật lí 12 CB Năm học 2008 – 2009
A. TÓM TẮT KIẾN THỨC.
* SÓNG ÁNH SÁNG
1. Tán sắc ánh sáng:
- Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
- Nguyên nhân xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng là do chiết suất của môi trường (thủy tinh, nước,
…) đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau.
2. Ánh sáng đơn sắc:
- Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính.
- Ánh sáng đơn sắc được đặc trưng nhất là tần số (bước sóng).
* Mở rộng:
+ Bước sóng của ánh sáng truyền trong chân không (hay không khí):
c
f
λ =

( )
1
+ Bước sóng của ánh sáng truyền trong môi trường trong suốt khác.
v
'
f
λ =

( )
2
Từ
( )
1
và
( )

2
, suy ra:
c
n
' v
λ
= =
λ
⇒
'
n
λ
λ =
với n: là chiết suất của môi trường.
Ví dụ:
đ t
λ > λ
nên
đ t
n n<
. Vậy trong ánh sáng khả kiến thì chiết suất của môi trường đối với ánh
sáng đỏ là nhỏ nhất, chiết suất của môi trường đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
Vậy, đối với ánh sáng khả kiến truyền trong môi trường trong suốt bất kì thì:
n
đỏ
< n
cam
< n
vàng
< n

lục
< n
lam
< n
chàm
< n
tím
Từ
( )
1
và
( )
2
, nhận xét: Khi ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số f
không đổi, bước sóng thay đổi.
3. Ánh sáng trắng:
Ánh sáng trắng (hay là ánh sáng Mặt Trời) là hỗn hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc có màu biến thiên
liên tục từ đổ đến tím.
* GIAO THOA ÁNH SÁNG
1. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng:
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch so với sự truyền thẳng khi ánh sáng gặp
vật cản gọi là hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
- Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.
- Mỗi ánh sáng đơn sắc có bước sóng (hoặc tần số) trong chân không hoàn toàn xác định.
2. Hiện tượng giao thoa ánh sáng:
- Là hiện tượng hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau trên màn M sẽ gây ra hiện tượng giao thoa ánh
sáng. Trong vùng gặp nhau trên màn M có những vạch sáng và vạch tối xen kẽ nhau một cách đều
đặn.
- Những vạch sáng là chỗ hai sóng ánh sáng tăng cường lẫn nhau (vân sáng).
* Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng số nguyên lần

bước sóng. Tức:
2 1
d d k− = λ
- Những vạch tối là chỗ hai sóng ánh sáng triệt tiêu lẫn nhau (vân tối).
- 1 -
Ôn thi học kì II – Vật lí 12 CB Năm học 2008 – 2009
* Điều kiện: hiệu đường đi của 2 sóng ánh sáng gặp nhau trên màn giao thoa phải bằng một số nửa
nguyên lần bước sóng. Tức:
2 1
1
d d k
2
 
− = + λ
 ÷
 

* Vị trí vân sáng
( )
k
x
:
k
D
x k ki
a
λ
= =
với
k 0, 1, 2,...= ± ±

gọi là bậc giao thoa.
k 0
=
: gọi là vân sáng bậc 0
k 1= ±
: gọi là vân sáng bậc 1
k 2= ±
: gọi là vân sáng bậc 2
* Vị trí vân tối
( )
k'
x
:
k '
1 D 1
x k ' k ' i
2 a 2
λ
   
= + = +
 ÷  ÷
   
với
k ' 0, 1, 2,...= ± ±
* Chú ý: Đối với vân tối thì bậc lớn hơn k’ một đơn vị.
k ' 0=
: gọi là vân tối bậc 1
k ' 1= ±
: gọi là vân tối bậc 2
k ' 2= ±

: gọi là vân tối bậc 3
* Khoảng vân
( )
i
: là khoảng cách giữa hai vân sáng hoặc hai vaâ tối liên tiếp nhau.
D
i
a
λ
=
3. Tìm số vân sáng, số vân tối trong vùng giao thoa:
Gọi L là bề rộng của vùng giao thoa (giao thoa trường):
Lập tỉ số:
L
n x
2i
= +
Trong đó: n: là phần nguyên x: là phần thập phân.
* Số vân sáng:
S
N 2n 1
= +
* Số vân tối:
+ Nếu
x 0,5<
thì:
T
N 2n
=
+ Nếu

x 0,5≥
thì:
T
N 2n 2
= +
* Chú ý:
- Ở điểm O có vân sáng bậc 0 của mọi ánh sáng đơn sắc (hay còn gọi là vân sáng chính giữa, vân sáng
trung tâm).
- Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng trong khoảng:
0,38 m 0,76 mµ ≤ λ ≤ µ
, ánh sáng này gây ra cảm
giác sáng nên gọi là ánh sáng nhìn thấy được (hay là ánh sáng khả kiến).
* Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa ánh sáng:
- Hai nguồn phát ra hai sóng ánh sáng phải có cùng tần số.
- Hiệu số pha dao động của hai nguồn phải không đổi theo thời gian.
* CÁC LOẠI QUANG PHỔ
1. Máy quang phổ là gì ?
- 2 -
Ôn thi học kì II – Vật lí 12 CB Năm học 2008 – 2009
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn
sắc.
2. Cấu tạo của máy quang phổ lăng kính:
Gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc và buồng ảnh.
- Ống chuẩn trực: gồm khe hẹp F được chiếu sáng bằng nguồn sáng S đặt ở tiêu điểm chính của thấu
kính hội tụ L
1
. Ánh sáng đi từ F qua thấu kính hội tụ L
1
tạo thành chùm tia song song.
- Hệ tán sắc: gồm một hoặc vài lăng kính

- Buồn ảnh: gồm một thấu kính hội tụ L
2
và một tấm kính ảnh (dùng để chụp ảnh quang phổ) được đặt ở
tiêu diện L
2
.
3. Các loại quang phổ:
3.1 Quang phổ liên tục:
a. ĐN: Quang phổ liên tục là quang phổ gồm một dải sáng, màu sắc khác nhau nối liền nhau một cách
liên tục.
b. Nguồn phát: Do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí ở áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng.
c. Đặc điểm: Quang phổ liên tục của các chất khác nhau nếu ở cùng một nhiệt độ thì hoàn toàn giống
nhau và phụ thuộc vào nhiệt độ của chúng. Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng,
không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng.
d. Ứng dụng: Dùng để đo nhiệt độ của các vật: nhiệt độ của dây tóc bóng đèn, lò nung, Mặt Trời, …
3.2 Quang phổ vạch phát xạ:
a. ĐN: Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những
khoảng tối.
b. Nguồn phát: Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng
nhiệt hoặc bằng điện.
c. Đặc điểm:
- Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau (khác về số lượng vạch, về bước
sóng và độ sáng tỉ đối giữa các vạch).
- Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch phát xạ đặc trưng cho nguyên tố đó.
Ví dụ: Quang phổ vạch phát xạ của hiđrô ở vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch đặc trưng: đỏ, lam, chàm,
tím.
d. Ứng dụng: Dựa vào quang phổ vạch phát xạ xác định được thành phần cấu tạo của nguồn sáng.
3.3 Quang phổ hấp thụ:
a. ĐN: Quang phổ hấp thụ là các vạch hay đám vạch trên nền của một quang phổ liên tục. (Quang phổ
liên tục thiếu vạch màu do bị chất khí hay hơi hấp thụ gọi là quang phổ hấp thụ của khí hay hơi đó).

b. Nguồn phát:
- Chất rắn, chất lỏng và chất khí đều cho được quang phổ hấp thụ.
- Chiếu ánh sáng trắng qua chất khí hay hơi nung nóng nhưng nhiệt độ của chất khí hay hơi phải nhỏ hơn
nhiệt độ của nguồn phát ra ánh sáng trắng.
c. Đặc điểm:
- Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ, còn quang phổ của chất lỏng và chất rắn thì
chứa các đám vạch.
d. Ứng dụng: Xác định thành phần cấu tạo của nguồn sáng.
* TIA HỒNG NGOẠI – TIA TỬ NGOẠI
1. Tia hồng ngoại:
- 3 -
Ôn thi học kì II – Vật lí 12 CB Năm học 2008 – 2009
a. ĐN: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh
sáng đỏ
( )
0,76 mλ > µ
.
b. Bản chất: Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng từ 0,76µm đến khoảng vài
milimét.
c. Cách tạo ra tia hồng ngoại: Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0K đều phát ra tia hồng ngoại
d. Nguồn phát: Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng là lò than, bếp ga, …
e. Tính chất:
- Tính chất nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt rất mạnh.
- Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học.
- Tia hồng ngoại có thể biến điệu được sóng điện từ cao tần.
f. Công dụng: Tia hồng ngoại được ứng dụng để sấy khô, sưởi ấm, làm các bộ điều khiển từ xa, để quan
sát, quay phim trong đêm, chụp ảnh, …
2. Tia tử ngoại:
a. ĐN: Tia tử ngoại là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh
sáng tím

( )
0,4 mλ < µ
.
b. Bản chất: Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ, có bước sóng từ 0,38µm đến vài nanômét.
c. Cách tạo ra tia tử ngoại: Những vật có nhiệt độ cao từ 2000
0
C trở lên đều phát ra tia tử ngoại.
d. Nguồn phát: Nguồn phát tia tử ngoại thường dùng là hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân, …
e. Tính chất:
- Tác dụng lên phim ảnh.
- Kích thích sự phát quang của nhiều chất (như: kẽm sunfua, cadimi sunfua, …).
- Kích thích nhiều phản ứng hóa học (biến ôxi thành ôzôn, …).
- Làm iôn hóa không khí và nhiều chất khí khác.
- Có tác dụng sinh học (hủy diệt tế bào, diệt khuẩn, …)
- Tia tử ngoại bị nước và thủy tinh hấp thụ rất mạnh, có thể xuyên qua được thạch anh.
f. Công dụng:
- Trong y học: tia tử ngoại có thể diệt trùng các dụng cụ y tế, trị bệnh còi xương.
- Trong công nghiệp dùng để diệt trùng các thực phẩm trước khi đóng gói hoặc đóng hộp.
- Trong công nghiệp cơ khí dùng để kiểm tra các vết nứt trên bề mặt kim loại.
* TIA X
1. Phát hiện ra tia X: Mỗi khi một chùm tia catốt (tức là một chùm êlectron có năng lượng lớn đập vào
một vật rắn thì vật đó phát ra tia X (hay còn gọi là tia Rơnghen).
2. Cách tạo ra tia X: Để tạo ra tia X, người ta thường dùng ống Cu-lít-giơ: là một ống thủy tinh bên
trong là chân không, gồm một dây nung làm bằng vônfram dùng làm nguồn phát ra các êlectron và hai
điện cực (catốt K và anốt A).
+ Catốt K: làm bằng kim loại có dạng hình chõm cầu để làm cho các êlectron phòng ra từ dây nung
đều hội tụ vào Anốt A (đối catốt K).
+ Anốt: được làm bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao và được làm
nguội bằng dòng nước khi ống hoạt động.
- Người ta đặt giữa Anốt và Catốt một hiệu điện thế

( )
AK
U
cỡ vài chục kV để các êlectron phát ra từ dây
nung sẽ chuyển động trong điện trường mạnh giữa anốt và catốt đến đập vào anốt và làm cho anốt phát
ra tia X.
- 4 -
Ôn thi học kì II – Vật lí 12 CB Năm học 2008 – 2009
3. Bản chất: Tia X có bản chất là sóng điện từ có bước sóng từ
11
10 m
−
đến
8
10 m
−
(ngắn hơn bước sóng
của tia tử ngoại).
4. Tính chất:
- Tính chất nổi bật nhất của tia X là khả năng đâm xuyên (tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng
đâm xuyên càng lớn hay còn gọi là tia X cứng).
- Làm đen kính ảnh.
- Làm phát quang một số chất.
- Làm iôn hóa không khí.
- Có tác dụng sinh lí (hủy diệt bào, chữa bệnh ung thư,…).
5. Công dụng: Trong công nghiệp dùng để tìm các khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại, kiểm tra
hành lí của hành khách đi máy bay, …
6. Thang sóng điện từ: Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (khả kiến), tia tử ngoại, tia X
và tia gamma đều có cùng bản chất là sóng điện, chỉ khác nhau về tần số (hay bước sóng). Các sóng này
tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ.

* Năng lượng phôtôn của tia X (tia Rơnghen):
hc
hf
ε = =
λ
* Bước sóng ngắn nhất của tia X:
0
AK
hc
eU
λ =
* Tần số lớn nhất của tia X:
AK
max
eU
f
h
=
* Động năng cực đại của êlectron đến đập vào anốt:
e max 0AK
1
m v eU
2
=
với
0AK AK
U U 2
=
* Số êlectron qua ống trong 1 giây:
I

I N.e N
e
= ⇒ =
* Công suất của ống Cu-lít-giơ:
AK
P U I
=
Trong đó:
19
e 1,6.10 C
−
= −
là điện tích của êlectron.
31
e
m 9,1.10 kg
−
=
là khối lượng của êlectron.
AK
U
là hiệu điện thế giữa anốt và catốt (có đơn vị là V).
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG.
Câu 1. Phát biểu nào dưới đây khi nói về ánh sáng trắng và đơn sắc là không đúng ?
A. Ánh sáng trắng là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có màu từ đỏ đến tím.
B. Chiết suất của chất làm lăng kính đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là như nhau.
C. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính.
D. Khi các ánh sáng đơn sắc đi qua môi trường trong suốt thì chiết suất của môi trường đối với ánh
sáng đỏ là là nhỏ nhất, đối với ánh sáng tím là lớn nhất.
Câu 2. Hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra:

A. Chỉ xảy ra với lăng kính.
B. Chỉ với lăng kính chất rắn hoặc chất lỏng.
C. Ở mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.
D. Ở mặt phân cách giữa một môi trường rắn hoặc lỏng với chân không (hoặc không khí).
Câu 3. Hãy chọn câu đúng ? Khi sóng ánh sáng truyền từ một môi trường này sang môi trường khác thì:
A. Tần số không đổi, bước sóng thay đổi. B. Bước sóng không đổi, tần số thay đổi.
B. Cả tần số lẫn bước sóng đều thay đổi. D. Cả tần số lẫn bước sóng đều không đổi.
- 5 -