Lý thuyết Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X. Thang sóng điện từ hay, chi tiết nhất
- 17 câu trắc nghiệm Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cực hay, có đáp án [phần 1]
- Trắc nghiệm Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cực hay, có đáp án [phần 1]
- 16 câu trắc nghiệm Tia X cực hay, có đáp án [phần 1]
- Trắc nghiệm Bài 28: Tia X cực hay, có đáp án [phần 1]
Bài giảng: Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại - Cô Phan Thanh Nga [Giáo viên Tôi]
Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng ngoài miền ánh sáng nhìn thấy còn có những bức xạ không nhìn thấy được, nhưng cũng có tác dụng nhiệt, cũng tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như các bức xạ nhìn thấy. VD: tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X.
Bảng so sánh những bức xạ không nhìn thấy
Tia hồng ngoại | Tia tử ngoại | Tia X [Tia Rơn-ghen] | |
Khái niệm | Là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng từ 0,76 μm đến vài mm. | Là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 μm đến cỡ 10-9m. | Là bức xạ có bước sóng từ 10-8m đến 10-11 |
Nguồn phát | Tất cả các vật có nhiệt độ lớn hơn 0[K] hay -273℃ |
Những vật có nhiệt độ cao [từ 2000℃ trở lên] VD: hồ quang điện, Mặt Trời, đèn hơi thủy ngân. |
Mỗi khi một chùm tia catôt [một chùm electron có năng lượng lớn] đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X |
Tính chất |
- Tác dụng nhiệt là tính chất nổi bật nhất. Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên. - Có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học, có thế tác dụng lên phim ảnh. - Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần. - Gây ra hiện tượng quang điện trong với một số chất bán dẫn. |
- Tác dụng lên phim ảnh - Kích thích sự phát quang của nhiều chất. - Kích thích nhiều phản ứng hóa học - Làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác - Có tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào, diệt khuẩn nấm mốc, là tiền tố tổng hợp vitamin D - Có thể gây ra hiện tượng quang điện. - Bị nước và thủy tinh hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh. Ngoài ra tầng ozon hấp thụ hết các tia có bước sóng dưới 300 nm và là tấm áo giáp bảo vệ sinh vật trên Trái Đất. |
- Tính chất nổi bật nhất là khả năng đâm xuyên qua giấy, vải, gỗ thậm chí cả kim loại. Tia X có bước sóng càng ngắn thì càng xuyên được sâu hay càng cứng. - Tác dụng mạnh lên kính ảnh. - Làm ion hóa không khí. - Làm phát quang một số chất. - Tác dụng sinh lý mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn,... - Gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết các kim loại. |
Công dụng |
- Sấy khô, sưởi ấm, đun nấu. - Chụp ảnh ban đêm, chụp ảnh của nhiều thiên thể, chụp ảnh trái đất từ vệ tinh. - Sử dụng trong các bộ điều khiển từ xa [ điều khiển ti vi, điều hòa,...] - Quân sự: ống nhòm hồng ngoại dùng để quan sát và lái xe ban đêm, camera hồng ngoại chụp ảnh và quay phim ban đêm, tên lửa tự động tìm mục tiêu dựa vào tia hồng ngoại do mục tiêu phát ra. |
- Y học: dùng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, chữa bệnh còi xương. - Công nghiệp thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm. - Công nghiệp cơ khí: tìm về nứt [khuyết tật] trên bề mặt sản phẩm. |
- Y học: sử dụng để chiếu điện, chụp điên, chữa ung thư nông. - Công nghiệp: kiểm tra chất lượng bên trong sản phẩm. - Giao thông: Kiểm tra hành lý của hành khách - Phòng TN: Nghiên cứu cấu trúc vật rắn |
- Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X, tia gamma [tia phóng xạ] đều có cùng bản chất là sóng điện từ. Sự khác nhau về tần số [ bước sóng] của các loại sóng điện từ dẫn đến sự khác nhau về tính chất và tác dụng của chúng.
Thang sóng điện từ
Xem thêm các bài Lý thuyết Vật Lí lớp 12 hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube Tôi
I. Phát hiện ra tia tử ngoại và tia hồng ngoại
Thí nghiệm: Dựng lại thí nghiệm của Newton khi làm thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng. Ngoài ra ta đặt một mối hàn H của một cặp nhiệt điện chạy vào chỗ một màu nào đó trên quang phổ, còn mối hàn H’ còn lại nhúng vào trong cốc nước đá đang tan.
Từ từ đưa mối hàn H từ đầu đỏ Đ đến đầu tím T của quang phổ, ta thấy dù H ở chỗ nào, kim của điện kế cũng lệch. Điều đó chứng tỏ bức xạ Mặt Trời đã làm nóng mối hàn.
Đưa mối hàn ra khỏi đầu Đ, tới điểm A chẳng hạn, thì của điện kế vẫn lệch, thậm chí lệch nhiều hơn so với lúc ở Đ; đưa mối hàn ra khỏi đầu T, đến điểm B chẳng hạn, kim điện kế tiếp tục bị lệch.
Đặc biệt, nếu ta thay màn M bằng một tấm bìa có phủ bột huỳnh quang thì thấy ở phần màu tím và phần kéo dài của quang phổ khỏi màu tím, bột huỳnh quang phát sáng rất mạnh.
Vậy ta rút ra được kết luận:
- Ở ngoài quang phổ ánh sáng nhìn thấy được. ở cả hai đầu đỏ và tím. còn có những bức xạ mắt thường không nhìn thấy.
- Bức xạ không trông thấy ở ngoài vùng ánh sáng màu đỏ gọi là bức xạ hồng ngoại, còn ngoài vùng màu tím gọi là bức xạ tử ngoại.
I. Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại
1. Bản chất
Như ta đã biết, tia hồng ngoại và tia tử ngoại được phát hiện bằng cùng một dụng cụ, và dựa trên cùng 1 thí nghiệm nên ta có thể rút ra được rằng hai loại tia trên có cùng bản chất với tia sáng thông thường.
Tia tử ngoại và tia hồng ngoại đều không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Chúng có các đặc điểm cơ bản của sóng điện từ.
2. Tính chất
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại tuân theo có những tính chất chung:
- Tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.
- Gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng nhìn thấy.
- Bước sóng của tia hồng ngoại trải từ 760 nm đến vài mm.
- Bước sóng của tia tử ngoại trải từ 380 nm đến vài nm.
Tia tử ngoại là gì?
Tia tử ngoại[còn gọi là tia cực tím hay tia UV] là bức xạ điện từ đến từ mặt trời và được truyền dưới dạng sóng hoặc hạt ở các bước sóng và tần số khác nhau.Dải bước sóng rộng này được gọi là phổ điện từ [EM].
Phổ thường được chia thành bảy vùng theo thứ tự bước sóng giảm dần, năng lượng và tần số tăng dần. Các ký hiệu phổ biến là sóng vô tuyến, vi sóng, tia hồng ngoại [IR], ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím [UV], tia X và tia gamma.
Trong đó tia tử ngoạinằm trong dải phổ EM giữa ánh sáng nhìn thấy và tia X. Phân loại tia này gồm 3 loại chính:
- Tia tử ngoại A [kí hiệu UVA]: chiếm 95% tia nắng mặt trời và không bị lớp ozone hấp thụ mà chiếu thẳng xuống mặt đất. Tia UVAsẽ xâm nhập vào tầng hạ bì của da, phá hủy Collagen khiến da nhanh chóng lão hóa.
- Tia tử ngoại B [kí hiệu UVB]: lànguyên nhân chính gây nên bỏng nắng, kích ứng da và ung thư da. Cũng có tác dụng tốt là giúp tổng hợpvitamin Dtrong cơ thể conngười
- Tia tử ngoại C [kí hiệu UVC]:Tia UVC và một phần tia UVB không tới được trái đất vì bị lọc qua khí quyển. Tia UVC này có năng lượng cao nhất, gây hại nhất như các bệnh về da, ung thư da,..