Tinh Chat Song Anh Sang Lythuyet

Traàn Ngoïc Laân

TÍNH CHAÁT SOÙNG CUÛA AÙNH SAÙNG I Hieän töôïng taùn saéc aùnh saùng: AÙnh saùng ñôn saéc laø aùnh saùng khoâng bò taùn saéc khi qua laêng kính .Khi qua laêng kính, chuøm aùnh saùng traéng khoâng nhöõng bò leäch veà phía ñaùy laêng kính maø coøn bò taùch ra thaønh nhieàu chuøm saùng ñôn saéc khaùc nhau coù maøu bieán ñoåi lieân tuïc töø ñoû ñeán tím , goïi laø hieän töôïng taùn saéc aùnh saùng . Chieát suaát n taêng daàn(hay coù böôùc soùng giaûm daàn) töø tia ñoû ñeán tia tím neân caùc tia loù coù goùc leäch taêng daàn töø ñoû ñeán tím . • AÙnh saùng tia ñoû ôû ñaàu daûi maøu lieân tuïc coù böôùc soùng λ = 0,76μm • AÙnh saùng tia tím ôû cuoái daûi maøu lieân tuïc coù böôùc soùng λ = 0,4μm λ λ Böôùc soùng aùnh saùng λ = v , neáu truyeàn trong chaân khoâng λO = c ⇒ o = c = n ⇒ λ = o n λ v f f Xeùt tia saùng ñôn saéc : • Neáu goùc tôùi (i) vaø goùc chieát quang (A) cuûa laêng kính laø caùc goùc nhoû thì goùc leäch laø : D = (n – 1)A • Goùc leäch D ñaït giaù trò cöïc tieåu khi : i = i’ ⇔ r = r’= A ⇔ Tia tôùi 2 vaø tia loù ñoái xöùng vôùi nhau qua maët phaúng phaân giaùc goùc chieát quang A D +A ⇔ D = Dmin = 2i – A ⇔ sin min = n.sin A 2 2 II Hieän töôïng giao thoa aùnh saùng: Laø hieän töôïng khi hai soùng aùnh saùng keát hôïp gaëp nhau. Vuøng hai soùng gaëp nhau coù nhöõng vaïch raát saùng (vaân saùng ) xen keû nhöõng vaïch toái (vaân toái ): goïi laø caùc vaân giao thoa . 1)Vò trí vaân saùng,vaân toái, khoaûng vaân,soá vaân :(thí nghieäm Young) • Hieäu ñöôøng ñi : δ = d2 − d1 = ax D • Neáu taïi M laø vaân saùng ⇔ Hai soùng töø S1 vaø S2 truyeàn ñeán M laø hai soùng cuøng pha ⇔ δ = ax =k λ ⇔ x=k λD vôùi k∈Z D a * k=0 , x=0 : ( M truøng O ) Vaân saùng trung taâm hay vaân saùng baäc O * k = ± 1 : Vaân saùng baäc 1(thöù nhaát) * k = ± 2 : Vaân saùng baäc 2(thöù hai) ........ • Neáu taïi M laø vaân toái ⇔ Hai soùng töø S1 vaø S2 truyeàn ñeán M laø hai soùng ngöôïc pha ⇔ δ = ax =(2k+1) λ ⇔ x=(k+ 1 ) λD vôùi k∈Z 2 D 2 a * k = 0 hay k = –1 : Vaân toái thöù nhaát * k = 1 hay k = –2 : Vaân toái thöù hai * k = 2 hay k = –3 : Vaân toái thöù ba ............. • Khoaûng vaân i : Laø khoaûng caùch giöõa hai vaân saùng (hay hai vaân toái) lieân tieáp i = λD a • Soá vaân saùng vaø vaân toái ôû phaàn nöûa treân vaø nöûa döôùi vaân saùng trung taâm hoaøn toaøn gioáng heät nhau , ñoái xöùng nhau vaø xen keû nhau . • Goïi L laø beà roäng cuûa vuøng giao thoa treân maøn thì soá khoaûng vaân laø

Traàn Ngoïc Laân N= L . Goïi n laø phaàn nguyeân cuûa N hay N = n + phaàn thaäp phaân thì : i * Neáu n chaün:soá vaân saùng laø n+1; soá vaân toái laø n * Neáu n leû : soá vaân saùng laø n ; soá vaân toái laø n+1 2) Ñoä dôøi cuûa heä vaân do baûn moûng: xo = (n − 1)eD a

3) Caùc thieát bò khaùc ñeå taïo giao thoa aùnh saùng: - Löôõng laêng kính Fresnel: Xeùt goùc chieát quang A vaø goùc leäch ϕ laø goùc raát nhoû ⇒ tg ϕ = ϕ = a = BC = A(n–1) 2d 2d' ϕ coù ñôn vò laø rad ; n laø chieát suaát laêng kính vaø D = d + d’

-Thaáu kính Billet(Bieâ):

⇒ tg α = α = BC = a = a 2.OI 2.IH 2.IS vôùi a = S1S2 ; IH ≈ IS ; D = IH + IO

Duøng tam giaùc ñoàng daïng , ta coù : * a=S1S2 =O1O2 SS' = O1O2 d + d' d SO * Beà roäng vuøng giao thoa : BC= O1O2 SO' = O1O2 SO d + d'+D d -Göông Fresnel : Xeùt goùc α raát nhoû

LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNG I Thuyeát löôïng töû aùnh saùng : Nhöõng nguyeân töû hay phaân töû vaät chaát khoâng haáp thuï hay böùc xaï aùnh saùng moät caùch lieân tuïc , maø thaønh töøng phaàn rieâng bieät , ñöùt quaõng . Moãi phaàn ñoù mang moät naêng löôïng hoaøn toaøn xaùc ñònh ,coøn goïi laø moät phoâtoân , moãi phoâtoân öùng vôùi moät löôïng töû aùnh saùng , coù ñoä lôùn laø : ε = hf = hc trong ñoù : λ ♦ ε : naêng löôïng moät phoâtoân hay moät löôïng töû aùnh saùng ♦ f : taàn soá cuûa böùc xaï , hay taàn soá cuûa aùnh saùng . ♦ λ :böôùc soùng cuûa böùc xaïhay cuûa aùnh saùng trong chaân khoâng(khoâng khí) ♦ h = 6,625.10-34J.s : haèng soá Plaêng (Planck) II Tia Rônghen (tia X)

Traàn Ngoïc Laân Böôùc soùng cuûa tia X : λ = cT = c vôùi : 10-12m ≤ λ ≤ 10-8m f Chuøm tia electron ñaäp vaøo ñoái katod , ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa caùc electron (n. 1 mv2max )moät phaàn bieán thaønh naêng löôïng 2 photon cuûa tia X (nhf ) vaø moät phaàn bieán thaønh nhieät (Q) laøm noùng ñoái katod. ⇒ n. 1 mv2max = nhf + Q = nh c + Q vôùi E ñ max = 1 mv2max ; λ 2 2 n laø soá electron ñeán ñaäp vaøo ñoái katod trong thôøi gian t c • Neáu Q = 0 ⇒ 1 mv2max =hfmax=h ⇔ fmax ⇔ λmin λmin 2 • Neáu hf = 0 ⇒ n. 1 mv2max = Q 2

Ñònh lyù ñoäng naêng : “ Coâng cuûa löïc ñieän tröôøng baèng ñoä bieán thieân ñoäng naêng ” : e U = 1 mv2max – 2 1 mv2 2 0 vôùi : vmax laø vaän toác cöïc ñaïi cuûa caùc electron ñeán ñaäp vaøo ñoái katod vo laø vaän toác ban ñaàu cuûa caùc electron rôøi katod (vo = 0) q ne Cöôøng ñoä doøng ñieän qua oáng Rônghen: I = = t t Coâng thöùc nhieät löôïng : Q = MC Δ t Coâng thöùc löu löôïng cuûa doøng nöôùc chaûy qua oáng : L = V t J ); ‰ Ñôn vò: m,M (kg) ; v,c(m/s) ; h(J.s) ;T,t(s) ; f(Hz) ; Q(J) ; e,q(C) ; U(V); I(A) ; λ (m) ; C( Kg.K 3 3 L( m ) ;V(m ) . s -34 8 -31 -19 ‰ Caùc haèng soá: h = 6,625.10 J.s ; c = 3.10 m/s ; me= 9,1.10 kg ; e =1,6.10 C.

III Hieän töôïng quang ñieän: Ñònh luaät 1 quang ñieän: Ñoái vôùi moãi kim loïai duøng laøm katod coù moät böôùc soùng giôùi haïn

λo

nhaát

ñònh goïi laø giôùi haïn quang ñieän . Hieän töôïng quang ñieän chæ xaûy ra khi böôùc soùng λ cuûa aùnh saùng kích thích nhoû hôn giôùi haïn quang ñieän ( λ ≤ λo vôùi λo = hc ) . A vôùi: λ : laø böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích chieáu vaøo kim loaïi katod λo :laø giôùi haïn quang ñieän cho moãi kim loaïi duøng laøm katod A : laø coâng thoaùt cuûa electron rôøi khoûi kim loaïi katod Ñònh luaät 2 quang ñieän: Vôùi aùnh saùng kích thích coù böôùc soùng thoûa maõn ñònh luaät quang ñieän thöù nhaát thì cöôøng ñoä doøng quang ñieän baûo hoøa tæ leä thuaän vôùi cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích . Ñònh luaät 3 quang ñieän: Ñoäng naêng ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc electron quang ñieän khoâng phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä cuûa chuøm saùng kích thích , maø chæ phuï thuoäc vaøo böôùc soùng cuûa aùnh saùng kích thích vaø baûn chaát kim loïai duøng laøm katod . ε = hf = hc =A + 1 mv2o max : Coâng thöùc Anhxtanh 2 λ Coâng haõm (Coâng löïc ñieän tröôøng haõm): Ñeå caùc electron khoâng ñeán ñöôïc anod (I=0) thì: U AK ≤ Uh eUh = 1 mv2o max = hf–A = hc –A ⇔ 2 λ

Traàn Ngoïc Laân vôùi Uh laø hieäu ñieän theá haõm .

Coâng suaát böùc xaï cuûa aùnh saùng kích thích chieáu vaøo kim loaïi katod : P = Nε = Nhf = Nhc t t λt vôùi N laø soá phoâtoân ñaäp vaøo katod trong thôøi gian t q ne Cöôøng ñoä doøng quang ñieän baõo hoøa: I = = vôùi n laø soá electron rôøi katod trong thôøi gian t t t Hieäu suaát quang ñieän : H = n N Xeùt vaät coâ laäp(ñaët caùch xa caùc vaät khaùc) khi I = 0 thì : e Vmax = 1 mv2o max = hf – A = hc – A vôùi Vmax laø ñieän theá cöïc ñaïi cuûa vaät coâ laäp . 2 λ Ñònh lyù ñoäng naêng : “ Coâng cuûa löïc ñieän tröôøng baèng ñoä bieán thieân ñoäng naêng ” : e U = 1 mv2A – 2 1 mv2 2 K vôùi : vA laø vaän toác cöïc ñaïi cuûa caùc electron ñeán ñaäp vaøo Anod vK laø vaän toác ban ñaàu cöïc ñaïi cuûa caùc electron rôøi Katod(vK=vomax) 1eV(electron voân)= 1,6.10-19J . ¾ BAÙN KÍNH QUYÕ ÑAÏO CUÛA ELECTRON CHUYEÅN ÑOÄNG TRONG TÖØ TRÖÔØNG ÑEÀU: r Khi electron (e) chuyeån ñoäng trong töø tröôøng ñeàu B thì e chòu taùc duïng löïc töø tröôøng, coøn goïi laø r r löïc Lorentz ( F ),löïc naøy luoân luoân vuoâng goùc vôùi vaän toác v neân trôû thaønh löïc höôùng taâm , laøm e coù chuyeån ñoäng troøn ñeàu (xeùt v coù ñoä lôùn khoâng ñoåi) 2 2 r r ⇒ F = e vBsin α = ma = m v vôùi a = v laø gia toác höôùng taâm ; α = ( v, B ) laø goùc hôïp R R r r mv bôûi hai vectô v vaø B ⇒ R= e B sin α - Neáu xeùt e vöøa rôøi khoûi katod thì : v = vomax r r - Neáu v vaø B vuoâng goùc thì : α = 90o ⇔ sin α = 1 ¾ ÑOÄ LEÄCH ELECTRON TRONG ÑIEÄN TRÖÔØNG ÑEÀU: r Neáu giöõa anod vaø katod coù ñieän tröôøng ñeàu E , khi e böùt khoûi katod r coù vaän toác vo max seõ chuyeån ñoäng theo moïi höôùng . Ñieåm xa nhaát khi e r r ñaäp vaøo anod khi vo max vuoâng goùc vôùi E . Töø heä truïc xoy ⇒ R = d. vo max

2m vôùi R laø baùn kính cöïc ñaïi cuûa vuøng treân beà maët anod eU

maø caùc e ñeán ñaäp vaøo ; U laø hieäu ñieän theá giöõa anod vaø katod . IV Thuyeát löôïng töû trong nguyeân töû hydroâ(maãu nguyeân töû Bo): Sô ñoà caùc möùc naêng löôïng :

Traàn Ngoïc Laân

Löïc Coulomb giöõa e vaø haït nhaân nguyeân töû hydroâ (löïc höôùng taâm) 2 Nm 2 2 2 F= Ke2 = ma= m v vôùi a= v laø gia toác höôùng taâm ; K=9.109 C2 R R R f31 = f32 + f21 ⇔ 1 = 1 + 1 (phaûi CM) λ31 λ32 λ21 Xeùt daõy Laiman:

-Vaïch thöù nhaát(vaïch 1) ⇔ vaïch ngaén nhaát ⇔ fmin =f21 ⇔ λmax = λ21 = c f21 -Vaïch cuoái cuøng(vaïch ∞ ) ⇔ vaïch daøi nhaát ⇔ fmax = f∞1 ⇔ λmin = λ∞1 = c f∞1 Töông töï cho nhöõng daõy khaùc .

Naêng löôïng cuûa e trong nguyeân töû hydro: En = − Rh vôùi R laø haèng soá ( R = 3,29. 1015s−1 ) n2 Baùn kính quyõ ñaïo thöù n tính theo baùn kính quyõ ñaïo thöù nhaát: rn = n2.r1 Naêng löôïng ion hoùa ⇔ Naêng löôïng caàn ñeå e rôøi khoûi nguyeân töû ⇔ ε = E∞ − E1 (giaû söû e ñang ôû quyõ ñaïo K ) ; E∞ = 0 Thang soùng ñieän töø : 10−12 ≤ λ ≤ 10−9 (m) Tia Rônghen : 10−9 ≤ λ ≤ 4.10−7 (m) Tia töû ngoaïi : AÙnh saùng nhìn thaáy : 4.10−7 ≤ λ ≤ 7,5.10−7 (m) 7,5.10−7 ≤ λ ≤ 10−3 (m) Tia hoàng ngoaïi : λ ≥ 10−3m Caùc soùng voâ tuyeán :

GV. Traàn Ngoïc Laân

TT luyeän thi ñaïi hoïc Vónh Vieãn