Tài liệu Chuyên đề Luyện thi Tốt nghiệp THPT và Luyện thi Đại học, Cao đẳng 2009 - Môn: Vật lí pdf

Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 1
CHUYÊN  LUYN THI TT NGHIP THPT
VÀ LUYN THI I HC, CAO NG 2009
Môn
: VT LÍ
Chuyên đ
: SÓNG ÁNH SÁNG
I. MC ÍCH CHUYÊN 
• Phn luyn tp chuyên đ “sóng ánh sáng” đc trình bày mt cách cô đng
kin thc lý thuyt liên quan đn s tán sc, giao thoa và tính cht ca các loi
bc x, cng nh các công thc tính liên quan hay đc s dng trong chng
trình thi tt nghip và đi hc.
• Cung cp k nng gii bài tp qua mt s bài có li gii chi tit, các dng bài tp
phù hp vi chng trình thi tt nghip và đi hc.
II. KIN THC C BN
1. S tán sc ánh sáng.
1.1 Lý thuyt v hin tng tán sc ánh sáng.
a) Hin tng
¬ Khi chiu ánh sáng trng đi vào mt lng kính thì trên màn ta
quan sát thy mt dài sáng liên tc , Da cam, Vàng, Lc, Lam,
Chàm, Tím trong đó tia đ lch ít nht, tia tím b lch nhiu nht.
¬ Hin tng tán sc là hin tng phân tích mt chùm sáng phc
tp thành các chùm sáng đn sc khác nhau.
¬ Gii thích hin tng: Do ánh sáng trng là tp hp nhi
u ánh
sáng đn sc khác nhau, mt khác vì chit sut ca lng kính đi vi
mi ánh sáng đn sc là khác nhau do đó góc lch sau lng kính là
khác nhau cho nên các tia ló là khác nhau vi mi ánh sáng đn sc.
Vy ánh sáng thu đc trên màn là di sáng có màu sc khác nhau.
b) Ánh sáng đn sc và s tng hp ánh sáng trng

¬ Ánh sáng đn sc là ánh sáng không b tán sc khi đi qua lng
kính. Mi ánh sáng đn sc có mt màu nht đnh gi là màu đn s
c.
Khi truyn ánh sáng đn sc đi qua lng kính thì tia sáng đi thng.
¬ Ánh sáng trng là tp hp ca vô s các ánh sáng đn sc khác
nhau có màu bin thiên liên tc t đ đn tím.
c) Mt s lu ý khi làm bài tp:
¬ Các công thc tính liên quan đn lng kính:
i: góc ti mt AB.
j: khúc x ti mt AC.
i
1
: góc khúc x  mt AB.
i
2
: góc ti mt AC.
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 2
D: góc lch; A: góc chit quang.
sini = nsini
1

sinj = nsini
2

D = i + j – A; A = i
1
+ i
2
.

Khi xy ra góc lch cc tiu:
min
sin sin .
AD
A
n
22
+
=

Khi góc chit quang nh (A < 10
0
) thì: D ả A(n – 1).
2. Nhiu x và giao thoa ánh sáng

2.1 Hin tng nhiu x ánh sáng
a) Hin tng
¬ Khi ánh sáng Mt Tri chiu qua mt l tròn trên tng vào trong
mt phòng kín thì ta thy kích thc nh ca l tròn trên nn ti ln
hn kích thc ca l tròn trên tng và khi kích thc ca l tròn
trên tng càng nh thì kích thc nh càng hn so vi kích thc
ban đu. Bn cht ca hin tng trên chính là hin t
ng nhiu x
ánh sáng.
b) Khái nim:
¬ Hin tng truyn sai lch so vi s truyn thng khi ánh sáng
gp vt cn gi là nhiu x ánh sáng.
2.2 Hin tng giao thoa ánh sáng
a) iu kin giao thoa ánh sáng:
 xy ra hin tng giao thoa ánh sáng t hai ngun phát sáng thì

phi tha mãn là hai ngun phi là các ngun kt hp, điu đó xy ra
khi:
¬ Sóng ánh sáng do hai ngun phát sáng phi có cùng t
n s và
bng tn s do ngun S chiu ti.
¬ Khong cách hai ngun là không đi, khi đó đ lch pha ca hai
sóng ánh sáng là không đi.
Vy hin tng giao thoa ánh sáng xy ra khi tha mãn hai điu kin
trên.
Hin tng giao thoa ánh sáng to ra trên màn nhng vch sáng, ti
xen k nhau vi vân trung tâm là vân sáng.
b) Mt s công thc tính khi làm bài tp phn giao thoa ánh sáng
¬ Khong vân là khong cách gia hai vân sáng hay hai vân ti liên
ti
p nhau, công thc tính khong vân là:
D
i
a
λ
=
 là bc sóng ánh sáng, đn v là m.
D: khong cách t ngun S
1
, S
2
đn màn M.
a: khong cách hai khe S
1
và S
2

.







Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 3












¬ Hiu quang trình (hiu đng đi): d = d
2
– d
1
=
ax
D
vi x = ON

¬ V trí các vân sáng th k:
k
D
xkik
a
λ
==
vi k = 0, ± 1, ± 2….
¬ V trí các vân ti th k:
k
11D
xk ik
22a
λ
⎛⎞⎛⎞
=+ =+
⎜⎟⎜⎟
⎝⎠⎝⎠
vi k = 0,
±
1,
± 2….
¬ Xác đnh s vân quan sát đc trên màn:
MN
n
2i
=
Vi MN là b rng giao thoa trng; n là phn nguyên.
S vân sáng là N = 2n + 1.
S vân ti là: N’ = 2n.

¬ V trí hai vân sáng trùng nhau: x
1
= x
2
hay k
1

1
= k
2

2

Vi trng hp ánh sáng trng thì: 0,4(m) ≤  ≤ 0,76(m).
3. Quang ph
3.1 Máy quang ph
a) Khái nim:
¬ Máy quang ph là dng c dùng đ phân tích mt chùm ánh sáng
phúc tp thành nhng thành phn đn sc.
b) Cu to: Máy quang ph gm 3 b phn chính.
¬ ng chun trc: có tác dng to ra mt chùm sáng song song
chiu vào lng kính.
¬ H tán sc: gm mt lng kính, có tác dng tán sc chùm sáng
song song chiu vào lng kính.
¬ Bung nh: có tác d
ng cho ta bit màu sc ca ánh sáng cn
phân tích cng nh thành phn cu to ca ngun sáng.
3.2 Quang ph liên tc
a) Khái nim:
¬ Quang ph liên tc là mt di sáng có màu bin đi liên tc t đ

đn tím.
b) Ngun phát:
¬ Quang ph liên tc do các vt rn, lng và khí có t khi ln khi b
nung nóng phát ra.
S
1

S
M

S
2

D

d
1

d
2

N

O

Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 4
c) c đim:
¬ Không ph thuc vào thành phn cu to ca ngun sáng mà ch
ph thuc vào nhit đ ca ngun sáng.

d) ng dng:
¬ Dùng đ xác đnh nhit đ ca các vt phát sáng mà không trc
tip đo đc nh nhit đ ca Mt Tri, các sao, h quang đin …
3.3 Quang ph phát x
a) Khái nim:
¬
Quang ph vch phát x là mt h thng nhng vch màu riêng r
nm trên mt nn ti.
b) Ngun phát:
¬ Quang ph vch phát x do đám khí hay hi  áp sut thp b kích
thích phát sáng phát ra bng cách đt nóng hoc phóng mt tia la
đin qua đám khí hay hi đó.
c) c đim:
¬ Quang ph vch phát x ca các nguyên t khác nhau thì khác
nhau v s
lng các vch, v trí các vch, màu sc các vch và đ
sáng t đi ca các vch.
d) ng dng:
¬ Dùng đ xác đnh thành phn cu to nên ngun phát, áp sut,
nhit đ và mt s tính cht lí hóa khác.
3.4 Quang ph hp th
a) Khái nim:
¬ Gm nhng vch ti trên nn quang ph liên tc.
b) iu kin đ có quang ph v
ch hp th:
¬ Nhit đ ngun ánh sáng trng ln hn nhit đ hi nung nóng.
c) Quang ph Mt Tri gm 2 loi
¬ Quang ph liên tc do lõi Mt Tri phát ánh sáng trng.
¬ Quang ph vch hp th ca Mt Tri do khí quyn ca Mt Tri
gây nên.

d) Phép phân tích quang ph và ng dng phép phân tích quang ph.
¬ Khái nim: là phân tích thành phn cu to c
a các cht da vào
vic nghiên cu quang ph.
¬ Phép phân tích đnh tính: cho ta bit s có mt ca các thành phn
khác nhau trong mu cht cn nghiên cu, do đó phép phân tích đnh
tính cho ta kt qu nhanh hn so vi phép phân tích hóa hc.
¬ Phép phân tích đnh lng: cho ta bit đc nng đ ca các
thành phn trong mu, có th phát hin đc mt nng đ rt nh ca
cht trong mu.
¬ Phép phân tích quang ph
cho ta bit đc thành phn cu to và
nhit đ ca các vt  rt xa nh Mt Tri và các sao.
4. Tia hng ngoi, tia t ngoi, tia X.
4.1 Tia hng ngoi
a) Khái nim:
¬ Tia hng ngoi là nhng bc x không nhìn thy đc có bc
sóng ln hn bc sóng ca ánh sáng đ ( > 0,75
m).
¬ Tia hng ngoi có bn cht là sóng đin t.
Chuyên đ Luyn thi Tt nghip THPT và Luyn thi i hc, Cao đng 2009
Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Trang 5
b) Ngun phát:
¬ Tia hng ngoi do các vt b nung nóng phát ra, các vt  nht đ
thp ch phát ra các tia hng ngoi.
¬ Ví d: c th ngi, bóng đèn chiu sáng …
c) c đim:
¬ Tác dng nhit.
¬ Tác dng lên kính nh hng ngoi.
d) ng dng:

¬ Dùng trong công nghip đ sy khô các sn phm nh v ô tô, v
t
lnh, các loi hoa qu …
¬ Trong y hc dùng đèn hng ngoi đ si m cho bnh nhân
4.2 Tia t ngoi
a) Khái nim:
¬ Tia t ngoi là nhng bc x không nhìn thy đc, có bc sóng
ngn hn bc sóng ca ánh sáng tím ( < 0,40
m).
¬ Tia t ngoi có bn cht là sóng đin t.
b) Ngun phát:
¬ Mt Tri, h quang đin và nhng vt nung nóng trên 3000
0
C là
các ngun phát ra tia t ngoi mnh.
c) c đim:
¬ Tia t ngoi b thy tinh, nc hp th mnh nhng có th truyn
đc thch anh.
¬ Tác dng mnh lên kính nh.
¬ Làm phát quang mt s cht, ng dng trong đèn hunh quang.
¬ Làm ion hóa không khí.
¬ Gây ra mt s phn ng quang hóa, quang hp.
¬ Tác dng sinh lí nh hy dit t
bào ra, t bào võng mc, dit
khun, nm mc …
d) ng dng:
¬ Trong công nghip thc phm tia t ngoi dùng đ tit trùng cho
thc phm trc khi đóng gói hoc đóng hp.
¬ Trong công nghip c khí dùng đ phát hin vt nt nh, vt xc
trên các sn phm tin.

¬ Trong y hc, dùng tia t ngoi đ cha bnh còi xng hoc tit
trùng các dng c phu thut.
4.3 Tia X (Rnghen)
a) Bn cht tia Rnghen:
¬ Tia Rnghen là nhng bc x đin t có bc sóng nm trong
khong t 10
-8
m đn 10
-12
m.
b) Tính cht:
¬ Tia Rnghen có kh nng đâm xuyên mnh, có th xuyên qua các
vt liu thông thng nhng b cn li bi tm chì dày vài cm.
c) Tính cht và công dng ca tia X:
¬ Trong y hc tia Rnghen dùng đ chiu đin, chp đin.
¬ Trong công nghip tia Rnghen dùng đ dò các l hng, khuyt
tt nm bên các sn phm đúc.
¬ Tác dng m
nh lên kính nh nên đc dùng đ chp đin.