Giải bài tập Vật lý 12 Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại

§27. TIA HỔNG NGOẠI VÀ TIA TỬ NGOẠI
KIẾN THỨC Cơ BẢN
Tia hồng ngoại
Là những bức xạ không nhìn thây được, có bản chất là sóng điện từ và ở ngoài vùng màu đỏ của quang phổ.
Vật có nhiệt độ cao hơn m.ôi trường xung quanh thì phát ra tia hồng ngoại. Nguồn hồng ngoại thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại.
Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học. Được ứng dụng để sưởi ấm, sấy khô, làm các bộ phận điều khiển từ xa..
Tia tử ngoại
Là những bức xạ không nhìn thấy được, có bản chất là sóng điện từ và ở ngoài vùng màu tím của quang phổ.
Vật có nhiệt độ cao hơn 2000f,C thì phát ra tia tử ngoại.
Tia tử ngoại có tác dụng lên phim ảnh, kích thích sự phát quang của một sô' chất, làm ion hóa chất khí, gây hiện tượng quang điện, có tác dụng sinh lí.
CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC
Một số người gọi tia tử ngoại là “túi cực tim”, gọi thế thì sai ớ điểm nào?
Tại sao người thợ hàn hồ quang phải cần “mặt nạ” che mặt, mỗi khi cho phóng hồ quang?
Hưởng dẫn giải
Sũ Gọi tia tử ngoại là tia cực tím thì sai, vì tia cực tím là màu rất tím, mắt nhìn thấy được, trong khi tia tử ngoại thì mắt không nhìn thấy được.
S3 Người thợ hàn hồ quang phải cần “mặt nạ” che mặt vì trong hồ quang chứa nhiều tia tử ngoại, nếu nhìn lâu vào hồ quang thì mắt sẽ bị tổn thương. Khi hàn thì người thợ hàn phải nhìn vào chỗ phóng hồ quang, nên để bảo vệ mắt không bị tổn thương, người thợ hàn phải dùng một tấm thủy tinh dày, màu tím để hấp thụ các tia tử ngoại.
c. CÂU HỎI SAU BÀI HỌC
Căn cứ vào dâu mà ta khẳng định dược ràng tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bán chất với ánh sáng thông thường?
Dựa vào thi nghiệm ở Hình 27.1 có thể kết luận gì về bước sóng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại?
Một cái phích tốt, chứa dầy nước sôi, có phải là một nguồn hồng ngoại không? Một cái ấm trà chứa đầy nước sôi thi sao?
Dây tóc bóng đèn diện thường có nhiệt dộ chừng 2200°C. Tại sao ngồi trong buồng chiếu sáng bàng đèn dây tóc, ta hoàn toàn không bị nguy hiểm vì tác dụng của tia tử ngoại?
Ánh sáng đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các dường phố có tác dụng diệt khuẩn không? Tại sao?
Hướng dẫn giải
Tia hồng ngoại, tử ngoại có cùng bản chát với ánh sáng thông thường vì cả ba loại tia cùng phát ra từ một nguồn phát và đều được phát hiện do cùng một dụng cụ là cặp nhiệt điện.
Dựa vào thí nghiệm ở hình (27.1) SGK, ta nhận thấy: Tia hồng ngoại bị lệch ít hơn tia đỏ nên bước sóng của tia hồng ngoại lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ. Còn tia tử ngoại bị lệch nhiều hơn tia tím nên bước sóng của tia tử ngoại nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím.
Một cái phích tốt chứa đầy nước sôi thì bên trong phích nước có nhiệt độ 100°C, còn vỏ phích ở bên ngoài có một nhiệt độ phòng nên đây không phải là nguồn hồng ngoại.
Một ấm trà chứa đầy nước sôi thì đây là nguồn hồng ngoại.
Dây tóc bóng đèn có nhiệt độ khoảng 2200°C thì phát ra tia tử ngoại. Nhờ bóng đèn là thủy tinh hấp thụ mạnh tia tử ngoại, nên ta hoàn toàn không bị nguy hiểm vì tác dụng của tia tử ngoại.
Đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các đường phô' không có tác dụng diệt khuẩn vì đèn đặt trong vỏ thủy tinh nên hầu hết tia tử ngoại bị thủy tinh hấp thụ hết.
D. BÀI TẬP
Chọn câu đúng Tia hồng ngoại có
bước sóng lớn hơn so với ánh sáng nhìn thấy.
bước sóng nhò hơn so với ánh sáng nhìn thấy, c. bước sóng nhỏ hơn so với tia tử ngoại.
D. tần số lớn /lơn so với tia tử ngoại.
Chọn câu đúng.
Tia tử ngoại
không có tác dụng nhiệt.
căng có tác dụng nhiệt, c. không làm đen phim ảnh.
D. làm đen phim ảnh, nhưng không làm đen mạnh bằng ánh sáng nhìn thấy.
Giả sử ta làm thí nghiệm Y-âng với hai khe cách nhau một khoảng a - 2mm, và màn quan sát cách hai khe D = l,2m. Dịch chuyển một mối hàn của cặp nhiệt điện trên màn D theo một dường vuông góc vái hai khe, thỉ thấy cứ sau 0,5mm thỉ kim điện kế lại lệch nhiều nhất. Tính bước sóng của bức xạ.
Trong một thí nghiệm Y-âng, hai khe F1, Fị cách nhau một khoảng a = 0,8mm, khe F dược chiếu sáng bằng bức xạ tử ngoại, bước sóng 360nm. Mộ.t tấm giấy ảnh đặt song song với hai khe, cách chúng l,2m. Hỏi sau khi tráng trên giấy hiện lên hỉnh gì? Tinh khoảng cách giữa hai vạch den trên giấy.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án A. Tia hồng ngoại ở ngoài vùng màu đỏ của quang phổ ánh sáng nhìn thấy nên tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thây.
Chọn đáp án B. Tia tử ngoại có tác dụng nhiệt.
Khi kim điện kế bị lệch nhiều nhất thì tại đó là vân sáng. Cứ sau 0,5 mm thì kim điện kế lại bị lệch nhiều nhất nên khoảng vân i = 0,5 mm
Bước sóng của bức xạ:
Ă. = -^ = -^4- = 0,83.10_s(mm) = 0,83(gm)
D 1,2.10s
Ta chụp được ảnh của hệ vân giao thoa, gồm các vạch thẳng đen và trắng song song, xen kẽ và cách nhau đều đặn, vạch đen ứng với vân sáng, khoảng cách giữa 2 vạch đen là khoảng vân i.
Ta có:	i = — = 360-10~9^’2 = 0,54.10'3(m) = 0,54(mm)
a 0,8.10'3