Vật Lí 12 Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 12 Bài 27
I) Những bức xạ không nhìn thấy
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
II) Thang sóng điện từ
– 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
Giải bài tập SGK Vật Lí 12 Bài 27
Câu C1 trang 138 SGK
Câu C1 trang 138 SGK: Một số người gọi tia tử ngoại là “tia cực tím”, gọi thế thì sai ở điểm nào?
Trả lời:
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.
Câu C2 trang 141 SGK
Câu C2 trang 141 SGK: Tại sao người thợ hàn hồ quang phải cần “mặt nạ” che mặt, mỗi khi cho phóng hồ quang?
Trả lời:
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.
Bài 1 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 1 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Căn cứ vào đâu mà ta khẳng định được rằng tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng thông thường?
Lời giải:
Tia hồng ngoại, tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng thông thường vì cả ba loại tia cùng phát ra từ một nguồn phát và đều được phát hiện bằng cùng một dụng cụ là cặp nhiệt điện.
Bài 2 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 2 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Dựa vào thí nghiệm ở hình 27.1 (SGK) có thể kết luận gì về bước sóng của tia hồng ngoại và tia tử ngoại?
Lời giải:
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.
Bài 3 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 3 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Một cái phích tốt, chứa đầy nước sôi có phải là một nguồn hồng ngoại không? Một cái ấm trà chứa đầy nước sôi thì sao?
Lời giải:
+ Một cái phích tốt chứa đầy nước sôi thì bên trong phích nước có nhiệt độ 100°C. Tuy nhiên vỏ phích sẽ cách nhiệt hoàn toàn nên vỏ phích chỉ có nhiệt độ bằng nhiệt độ phòng, do đó phích phát ra bao nhiêu tia hồng ngoại thì đều bị vỏ phích hấp thụ, hay nói cách khác phích tốt không thể là nguồn phát ra tia hồng ngoại ra không khí trong phòng được.
+ Một ấm trà chứa đầy nước sôi thì đây là nguồn hồng ngoại.
Bài 4 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 4 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Dây tóc bóng đèn điện thường có nhiệt độ chừng 2 200oC. Tại sao ngồi trong buồng chiếu sáng bằng đèn dây tóc, ta hoàn toàn không bị nguy hiểm vì tác dụng của tia tử ngoại?
Lời giải:
Dây tóc bóng đèn có nhiệt độ khoảng 2200oC 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.
Bài 5 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 5 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Ánh sáng đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các đường phố có tác dụng diệt khuẩn không? Tại sao?
Lời giải:
Đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các đường phố 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.
Bài 5 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 5 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Ánh sáng đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các đường phố có tác dụng diệt khuẩn không? Tại sao?
Lời giải:
Đèn hơi thủy ngân để chiếu sáng các đường phố 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.
Bài 6 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 6 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Chọn câu đúng về
Tia hồng ngoại có:
A. Bước sóng lớn hơn so với ánh sáng nhìn thấy.
B. Bước sóng nhỏ hơn so với ánh sáng nhìn thấy.
C. Bước sóng nhỏ hơn so với tia tử ngoại.
D. Tần số lớn hơn so với tia tử ngoại.
Lời giải:
Chọn đáp án A.
Tia hồng ngoại có bản chất là các bức xạ điện từ có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến. (0,76μm ≤ λ ≤ 1mm). Do vậy 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 thấy.
Bài 7 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 7 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Chọn câu đúng.
Tia tử ngoại:
A. không có tác dụng nhiệt.
B. cũng 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.
Lời giải:
Chọn đáp án B
Tia tử ngoại có đặc điểm:
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh
- Ion hóa chất khí.
- Bị nước và thủy tinh hấp thụ mạnh nhưng ít bị thạch anh hấp thụ.
- Kích thích phát quang nhiều chất
- Gây ra các phản ứng quang hóa
- Diệt tế bào, làm mờ mắt, đen da, diệt khuẩn, nấm mốc.
- Gây ra một số hiện tượng quang điện.
Ngoài ra tia tử ngoại cũng có tác dụng nhiệt nhưng không rõ như tia hồng ngoại.
Bài 8 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 8 (trang 142 SGK Vật Lý 12): 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 = 1,2m. Dịch chuyển một mối hàn của cặp nhiệt điện trên màn D theo một đường vuông góc với hai khe, thì thấy cứ sau 0,5mm thì kim điện kế lại lệch nhiều nhất. Tính bước sóng của bức xạ.
Lời giải:
Khi kim điện kế bị lệch nhiều nhất thì tại đó là vân sáng. Cứ sau 0,5mm thì kim điện kế lại bị lệch nhiều nhất nên khoảng vân i = 0,5mm
Bước sóng của bức xạ:
Bài 9 (trang 142 SGK Vật Lý 12)
Bài 9 (trang 142 SGK Vật Lý 12): Trong một thí nghiệm Y – âng, hai khe F1, F2 cách nhau một khoảng a = 0,8 mm, khe F được chiếu sáng bằng bức xạ tử ngoại, bước sóng 360nm. Một tấm giấy ảnh đặt song song với hai khe, cách chúng 1,2m. Hỏi sau khi tráng trên giấy hiện lên hình gì? Tính khoảng cách giữa hai vạch đen trên giấy.
Lời giải:
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 (do ánh sáng tử ngoại làm đen kính ảnh), khoảng cách giữa 2 vạch đen là khoảng vân i.
Ta có:
17 Câu hỏi Trắc nghiệm Vật lí 12 Bài 27 có đáp án
Bài 1: Tìm phát biểu sai:
A. Tia tử ngoại không bị thủy tinh hấp thụ
B. Tia tử ngoại có tác dụng lên kính ảnh
C. Vật có nhiệt độ trên 3000°C phát ra tia tử ngoại rất mạnh
D. Tia tử ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím.
Lời giải:
– Tính chất của ti tử ngoại:
- Tác dụng mạnh lên kính ảnh
- Ion hóa chất khí.
- Bị nước và thủy tinh hấp thụ mạnh nhưng ít bị thạch anh hấp thụ.
- Kích thích phát quang nhiều chất
- Gây ra các phản ứng quang hóa
- Diệt tế bào, làm mờ mắt, đen da, diệt khuẩn, nấm mốc.
- Gây ra một số hiện tượng quang điện.
Chọn đáp án A
Bài 2: Chọn phát biểu đúng:
A. Khi đi qua các chất, tia tử ngoại luôn luôn bị hấp thụ ít hơn ánh sáng nhìn thấy
B. Tia tử ngoại có tác dụng lên kính ảnh còn tia hồng ngoại thì không
C. Khi truyền tới một vật, chỉ có tia hồng ngoại mới làm vật nóng lên
D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều có tác dụng sinh học
Lời giải:
– A sai, ví dụ khi truyền qua một số loại thủy tinh trong suốt, tia tử ngoại bị hấp thụ nhiều hơn ánh sáng trông thấy.
– B sai vì tia hồng ngoại cũng có tác dụng lên một số loại kính ảnh thích hợp.
Chọn đáp án D
Bài 3: Tia tử ngoại không được ứng dụng để:
A. dò tìm khuyết tật bên trong sản phẩm làm bằng kim loại
B. dò khuyết tật trên bề mặt sản phẩm kim loại
C. gây ra hiện tượng quang điện
D. làm ion hóa khí.
Lời giải:
– Tia tử ngoại không được ứng dụng để dò tìm khuyết tật bên trong sản phẩm làm bằng kim loại mà dùng để tìm vết nứt trên bề mặt nhẵn.
Chọn đáp án A
Bài 4: Nguồn không phát ra tia tử ngoại là:
A. Mặt Trời
B. Hồ quang điện
C. Đèn cao áp thủy ngân
D. Bếp điện
Lời giải:
– Nguồn phát tia tử ngoại:
+ Đèn hơi thủy ngân. Mặt trời.
+ Vật nóng trên 2000°C.
+ Hồ quang điện, hoặc vật nóng sáng trên 3000°C là nguồn tự ngoại phổ biến.
Chọn đáp án D
Bài 5: Nguồn nào sau đây phát ra tia tử ngoại mạch nhất so với các nguồn còn lại?
A. Lò sưởi điện
B. Hồ quang điện
C. Lò vi sóng
D. Đèn ống
Lời giải:
– Hồ quang điện là nguồn phát ra tia tử ngoại mạch nhất so với các nguồn còn lại.
Chọn đáp án B
Bài 6: Tìm phát biểu sai về tia hồng ngoại và tia tử ngoại:
A. Đều có cùng tốc độ trong chân không
B. Đều có tác dụng lên kính ảnh
C. Đều không nhìn thấy bằng mắt thường
D. Đều có tác dụng làm phát quang một số chất
Lời giải:
– Tia hồng ngoại không có tác dụng làm phát quang một số chất.
Chọn đáp án D
Bài 7: Tìm phát biểu sai:
A. Tia hồng ngoại có bản chất là sóng điện từ
B. Tia tử ngoại có thể làm phát quang một số chất
C. Tia X có tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng
D. Tia X có tác dụng mạnh lên kính ảnh
Lời giải:
– Tia X có bản chất là các bức xạ điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại. (10-8 m ≥ λ ≥ 10-11m) nên có tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.
Chọn đáp án C
Bài 8: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Tia hồng ngoại và tử ngoại đều có thể làm đen kính ảnh.
B. Tia hồng ngoại và tử ngoại có cùng bản chất.
C. Tia tử ngoại có tần số lớn hơn tia hồng ngoại.
D. Tia tử ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng tia hồng ngoại.
Lời giải:
– Tia tử ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng tia hồng ngoại.
Chọn đáp án D
Bài 9: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều:
A. là sóng điện từ có tần số lớn hơn tần số của ánh sáng nhìn thấy.
B. có khả năng ion hóa được chất khí.
C. có khả năng giao thoa, nhiễu xạ.
D. bị lệch trong điện trường và từ trường.
Lời giải:
– Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều các bức xạ điện từ nên có khả năng giao thoa, nhiễu xạ.
Chọn đáp án C
Bài 10: Tích chất nào sau đây không phải của tia hồng ngoại?
A. không có khả năng gây hiệu ứng quang điện trong đối với các chất bán dẫn.
B. có tác dụng nhiệt.
C. có thể tác dụng lên một số loại kính ảnh.
D. không nhìn thấy được.
Lời giải:
– Tia hồng ngoại gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số chất bán dẫn.
Chọn đáp án A
Bài 11: Tia hồng ngoại có:
A. tần số lớn hơn tần số của ánh sáng nhìn thấy
B. bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại
C. tác dụng lên loại kính ảnh đặc biệt
D. tốc độ truyền đi luôn nhỏ hơn tốc độ của ánh sáng nhìn thấy
Lời giải:
– Tia hồng ngoại có có bản chất là các bức xạ điện từ có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến. (1mm ≥ λ ≥ 0,76μm)
– Tính chất và công dụng của tia hồng ngoại:
- Tác dụng chủ yếu của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt, dùng sấy khô, sưởi…
- Gây là phản ứng quang hóa nên được dùng chụp ảnh đêm.
- Ít bị tán xạ, dùng chụp ảnh qua sương mù, khói, mây…
- Có khả năng biến điệu nên có thể dùng ở các thiết bị điều khiển…
- Gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số chất bán dẫn
Chọn đáp án C
Bài 12: Tia hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng từ:
A. 10-10 m đến 10-8 m.
B. 10-9 m đến 4.10-7 m.
C. 4.10-7 m đến 7,5.10-7 m.
D. 7,6.10-7 m đến 10-3 m.
Lời giải:
– Tia hồng ngoại có có bản chất là các bức xạ điện từ có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ và nhỏ hơn bước sóng của sóng vô tuyến. (1mm ≥ λ ≥ 0,76μm)
Chọn đáp án D
Bài 13: Tia hồng ngoại được ứng dụng:
A. để tiệt trùng trong bảo quản thực phẩm
B. trong điều khiển từ xa của tivi
C. trong y tế để chụp điện
D. trong công nghiệp để tìm khuyết tật của sản phẩm
Lời giải:
– Tia hồng ngoại có khả năng biến điệu nên có thể dùng ở các thiết bị điều khiển…
Chọn đáp án B
Bài 14: Tia hồng ngoại không có tính chất:
A. có tác dụng nhiệt rõ rệt
B. làm ion hóa không khí
C. mang năng lượng
D. phản xạ, khúc xạ, giao thoa
Lời giải:
– Tia hồng ngoại không có tính chất làm ion hóa không khí.
Chọn đáp án B
Bài 15: Vật chỉ phát ra tia hồng ngoại mà không phát ánh sáng đỏ là:
A. vật có nhiệt độ nhỏ hơn 500°C
B. vật có nhiệt độ lớn hơn 500°C và nhỏ hơn 2500°C
C. vật có nhiệt độ lớn hơn 2500°C
D. mọi vật được nung nóng
Lời giải:
– Vật chỉ phát ra tia hồng ngoại mà không phát ánh sáng đỏ là vật có nhiệt độ nhỏ hơn 500°C.
Chọn đáp án A
Bài 16: Tìm phát biểu sai về tia hồng ngoại:
A. Tia hồng ngoại do các vật nung nóng phát ra
B. Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt
C. Tia hồng ngoại làm phát quang một số chất
D. Tia hông ngoại không có tác dụng ion hóa
Lời giải:
– Tia hồng ngoại không thể làm phát quang một số chất.
Chọn đáp án C
Bài 17: Tia tử ngoại có bước sóng nằm trong khoảng:
A. 10-7m đến 7,6.10-9m
B. 4.10-7 m đến 10-9 m
C. 4.10-7 m đến 10-12 m
D. 7,6.10-7 m đến 10-9 m
Lời giải:
– Tia tử ngoại là các bức xạ điện từ mà mắt ta không nhìn thấy được (còn gọi là các bức xạ ngoài vùng khả kiến) có bước sóng từ vài nanômét đến 0,38μm (lớn hơn bước sóng của tia X và nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím).
Chọn đáp án B
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 12 Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Tia hồng ngoại và tia tử ngoại. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 12
