Ánh sáng chính là đối tượng chúng ta thường gặp trong cuộc sống và có ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của chúng ta. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lý thuyết sóng ánh sáng và giải một số bài tập ôn thi đại học.
Sóng Ánh Sáng Là Gì?
Sóng ánh sáng là loại sóng mà chúng ta thường tiếp xúc và có ảnh hưởng đến đời sống con người. Ánh sáng được xem là sóng ngang.
Hiện Tượng Tán Sắc Ánh Sáng
Tán Sắc Ánh Sáng Là Gì?
Tán sắc ánh sáng là quá trình phân tách một chùm sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc.
Ánh Sáng Đơn Sắc
- Ánh sáng đơn sắc là loại ánh sáng không thể bị tán sắc.
- Ánh sáng đơn sắc có tần số f không bị thay đổi.
- Công thức tính bước sóng: λ = vf.
- Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong điều kiện chân không được tính bằng công thức: λ = c/v (c là vận tốc của ánh sáng trong điều kiện chân không, v là vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường chiết suất n).
Ứng Dụng Của Tán Sắc Ánh Sáng
Tán sắc ánh sáng được sử dụng trong các máy quang phổ để phân tích một chùm ánh sáng đa sắc thành các thành phần đơn sắc. Ngoài ra, trong tự nhiên còn có nhiều hiện tượng khác được hình thành từ tán sắc ánh sáng, ví dụ như cầu vồng.
Nhiễu Xạ Ánh Sáng Và Giao Thoa Ánh Sáng
Nhiễu Xạ Ánh Sáng
Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng sóng tạo nên ánh sáng truyền qua một lỗ hẹp và không còn dạng một tia như trước. Trong thực tế, sự nhiễu xạ ánh sáng được sử dụng để truyền ánh sáng qua một lỗ rất nhỏ trong máy ảnh và được sử dụng trong việc chụp ảnh.
Thí Nghiệm Young Về Giao Thoa Ánh Sáng
- Thí nghiệm Young là thí nghiệm được thực hiện để chứng minh hiện tượng giao thoa ánh sáng.
- Khi ánh sáng từ đèn D đi qua khe hẹp F, sau đó F1, F2 rồi tới màn M, trên màn M ta thấy một hệ vân có nhiều màu.
- Đặt lăng kính màu đỏ K, trên màn M chỉ có những vạch sáng đỏ và tối xen kẽ, song song và cách đều nhau.
- Từ thí nghiệm trên, chúng ta có thể rút ra nhận xét rằng hai chùm ánh sáng có thể giao thoa với nhau và tạo thành các vân giao thoa.
Vị Trí Các Vân Sáng, Tối Và Công Thức Tính
- Vị trí các vân sáng: Hiệu đường đi.
- Vị trí các vân tối: Hiệu đường.
- Công thức tính vị trí vân sáng và vân tối.
Bước Sóng Ánh Sáng Và Màu Sắc
- Ánh sáng đơn sắc có bước sóng nằm trong khoảng từ 380nm – 760nm mới tạo ra cảm giác sáng là các ánh sáng nhìn thấy được.
- Hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến vô cùng tạo nên ánh sáng trắng của Mặt trời.
- Bảng bước sóng ánh sáng có thể nhìn thấy được trong chân không.
Máy Quang Phổ Và Các Loại Quang Phổ
Máy Quang Phổ
Máy quang phổ được sử dụng để phân tích chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau. Máy quang phổ hoạt động được dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Quang Phổ Liên Tục
- Quang phổ liên tục là một dải màu liên tục từ màu đỏ đến màu tím.
- Quang phổ liên tục được phát ra bởi các chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn khi bị nung nóng ở nhiệt độ cao.
Quang Phổ Vạch Phát Ra
- Quang phổ vạch sáng phát ra được hiểu là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, được ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.
- Quang phổ vạch được phát ra bởi các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích bằng điện hoặc bằng nhiệt.
Quang Phổ Hấp Thụ
Quang phổ hấp thụ được hiểu là các vạch tối trên nền của quang phổ liên tục.
Tia Hồng Ngoại Và Tia Tử Ngoại
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại là hai loại tia không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Bài Tập Sóng Ánh Sáng Trong Đề Thi Đại Học
Dưới đây là một số bài tập liên quan đến sóng ánh sáng trong đề thi đại học:
- Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng nằm trong khoảng từ bao nhiêu đến bao nhiêu?
- Tia hồng ngoại được ứng dụng để chụp ảnh trong lĩnh vực quân sự vì tính chất gì?
- Tia nào khó quan sát giao thoa nhất trong các tia sau: Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, ánh sáng nhìn thấy?
- Cơ thể người bình thường ở nhiệt độ 37oC phát ra loại bức xạ nào?
- Bức xạ nào có bước sóng 0,3m?
- Nguồn sáng nào không phát ra tia tử ngoại?
- Động năng của electron trong ống tia X khi đến đối catot phần lớn làm gì?
- Sau khi đi qua lăng kính thuỷ tinh, một chùm ánh sáng đơn sắc sẽ làm gì?
- Sắp xếp giá trị bước sóng theo thứ tự tăng dần của ánh sáng vàng, ánh sáng đỏ, ánh sáng trắng, ánh sáng tím.
- Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng gì?
- Với mục đích hai sóng ánh sáng kết hợp và có bước sóng tăng cường lẫn nhau, thì hiệu đường đi của chúng có giá trị là bao nhiêu?
- Nếu ta coi vân sáng trung tâm là gốc toạ độ, thì toạ độ vân tối thứ k trong hệ vân giao thoa cho bởi khe Y-âng là giá trị nào?
- Công thức khoảng vân trong thí nghiệm Y-âng được xác định là gì?
- Chiết suất của môi trường có tính chất gì?
- Tác dụng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng gì?
- Sự đảo sắc vạch quang phổ là gì?
- Khi nung nóng, quang phổ vạch phát ra từ các chất nào?
- Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách từ vân sáng t4 đến t10 cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4 mm. Tính giá trị của khoảng vân đó.
- Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách từ vân sáng t4 đến t10 cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4 mm. Xác định màu của ánh sáng dùng trong thí nghiệm là màu gì?
- Trong một thí nghiệm giao thoa ánh sáng, khoảng cách từ vân sáng t4 đến t10 cùng một phía đối với vân sáng trung tâm là 2,4 mm. Xác định bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm có giá trị là bao nhiêu?
Sóng ánh sáng là một phần kiến thức quan trọng trong môn lý 12 và trong đề thi THPT Quốc gia. Hy vọng qua bài viết này, các bạn đã có cái nhìn tổng quan về lý thuyết sóng ánh sáng và có thể giải các bài tập liên quan đến chủ đề này. Để nắm vững hơn kiến thức này, hãy nhiều luyện tập và thực hành.