Bài 4: Các bức xạ không nhìn thấy

BÀI 4: CÁC BỨC XẠ KHÔNG NHÌN THẤY

1. Tia hồng ngoại:

a. Định nghĩa, bản chất:
Là bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (có bước sóng từ 0,76.10^-6 đến 10^-3(m) trong chân không), có bản chất là sóng điện từ.
b. Nguồn phát:
Do những vật có nhiệt độ cao hơn 0 (K) phát ra.
+ Cơ thể người (thường có nhiệt độ 37 độ C) phát ra các tia hồng ngoại.
+ Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng là lò than, lò điện, đèn điện dây tóc ...
+ Trong bức xạ Mặt trời có khoảng 50% năng lượng thuộc về các tia hồng ngoại.
c. Tính chất:
+ Tác dụng nổi bật là tác dụng nhiệt.
+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh hồng ngoại.
+ Biến điệu như sóng điện từ cao tần.
+ Gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số chất bán dẫn.
d. Ứng dụng:
+ Sấy khô, sưởi ấm.
+ Chụp ảnh trong lĩnh vực thám không, quân sự.
+ Chế tạo bộ điều khiển từ xa điều khiển hoạt động của ti vi, quạt, điều hòa nhiệt độ.
2. Tia tử ngoại:

a. Định nghĩa, bản chất:
Là bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím (có bước sóng từ (m) trong chân không), có bản chất là sóng điện từ.
b. Nguồn phát:
Do những vật có nhiệt độ cao hơn 2000 độ C phát ra.
+ Nguồn phát tia tử ngoại: Mặt trời, hồ quang điện, đèn cao cáp thủy ngân.
+ Trong bức xạ Mặt trời có khoảng 9% năng lượng thuộc vùng tử ngoại.
c. Tính chất:
+ Tác dụng mạnh lên phim ảnh.
+ Ion hóa không khí và nhiều chất khí khác.
+ Kích thích sự phát quang của nhiều chất (ZnS, CdS…).
+ Bị thủy tinh, nước…hấp thụ mạnh nhưng có thể truyền qua thạch anh.
+ Có một số tác dụng sinh lí: diệt khuẩn, diệt nấm mốc…
+ Gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp (tổng hợp vitamin D…)
+ Gây ra hiện tượng quang điện.
d. Ứng dụng:
+ Trong công nghiệp: dò tìm vết nứt trên bề mặt kim loại.
+ Khử trùng nước, thực phẩm, dụng cụ y tế…
+ Chữa bệnh: còi xương.
3. Tia X:

a. Định nghĩa, bản chất:
Là bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia tử ngoại (có bước sóng từ (m) trong chân không), có bản chất là sóng điện từ.
b. Nguồn phát:
- Mỗi khi một chùm tia Catot (tức là một chùm electron có động năng lớn) đập vào một vật rắn thì vật đó phát ra tia X. Để tạo tia X, dùng ống Cu-lít-giơ.
- Cấu tạo ống Cu-lít-giơ: ống thủy tinh bên trong là chân không (áp suất trong ống cỡ mmHg), gồm có 2 điện cực: Anot A và Catot K.
+ Catot K bằng kim loại hình chỏm cầu.
+ Anot A làm bằng kim loại có khối lượng nguyên tử lớn và điểm nóng chảy cao.
+ cỡ vài chục kV.
- Hoạt động của ống Cu-lít-giơ: Chùm electron bay ra chuyển động trong điện trường mạnh giữa A và K đến đập vào A và làm cho A phát ra tia X.
c. Tính chất:
+ Nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên mạnh: đi xuyên qua được giấy, vải, gỗ, xuyên qua tấm nhôm dày vài cm nhưng bị lớp chì dày vài mm chặn lại.
+ Làm đen kính ảnh.
+ Làm phát quang nhiều chất.
+ Ion hóa không khí.
+ Có tác dụng sinh lí : hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn...
+ Có thể gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết kim loại.
d. Ứng dụng:
+ Trong an ninh: kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay.
+ Trong y tế: chiếu điện, chụp điện, chẩn đoán bệnh và chữa một số bệnh (ung thư nông).
+ Trong nghiên cứu khoa học: nghiên cứu cấu trúc vật rắn.
4. Thang sóng điện từ:

- Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều có cùng một bản chất, cùng là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (bước sóng). Các sóng này tạo thành một phổ liên tục gọi là thang sóng điện từ.
5. Vận dụng làm bài tập:
a. Bài tập tự luận:
Bài 1: Tính chất nào của tia hồng ngoại được ứng dụng để chụp ảnh trong lĩnh vực thám không, quân sự?

Bài 2: Tính chất nào của tia hồng ngoại được ứng dụng để chế tạo bộ điều khiển từ xa điều khiển hoạt động của ti vi, quạt, điều hòa nhiệt độ?

Bài 3: Tính chất nào của tia tử ngoại được ứng dụng để khử trùng nước, thực phẩm, dụng cụ y tế… ?

Bài 4: Tính chất nào của tia tử ngoại được ứng dụng để chữa bệnh: còi xương?

Bài 5: Trong các tia sau: tia X, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia đơn sắc màu lục thì tia nào có tần số nhỏ nhất?

Bài 6: Một đèn phát ra bức xạ có tần số f =10.10^14Hz. Bức xạ này thuộc vùng nào của thang sóng điện từ?

Bài 7: Một ống Cu-lit-giơ có công suất trung bình 400 (W), hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 10 (kV). Tính:
a. cường độ dòng điện chạy qua ống và số electron chạy qua ống trong mỗi giây?
b. tốc độ cực đại của các electron khi tới anôt? Coi tốc độ của electron bứt ra từ catot bằng 0.

Bài 8: Chùm tia X phát ra từ một ống tia X (ống Cu-lít-giơ) có tần số lớn nhất là 6,4.10^18(Hz). Bỏ qua động năng các êlectron khi bứt ra khỏi catôt. Tính hiệu điện thế giữa anôt và catôt của ống tia X?

Bài 9: Ống Rơnghen đặt dưới hiệu điện thế UAK= 19995 V. Động năng ban đầu của của các electron khi bứt ra khỏi catôt bằng 0, khi đến anôt là 8.10^-19(J). Tính bước sóng ngắn nhất của tia X mà ống có thể phát ra?

Bài 10: Hãy sắp xếp theo thứ tự tần số tăng dần của các bức xạ: tia X, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, ánh sáng tím?

b. Bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Bức xạ có bước sóng trong khoảng từ 10-9m đến 3,8.10-7m là
A. tia X.
B. tia tử ngoại.
C. tia hồng ngoại.
D. ánh sáng nhìn thấy.

Câu 2: Tia nào sau đây khó quan sát hiện tượng giao thoa nhất ?
A. Tia hồng ngoại.
B. Tia tử ngoại.
C. Tia X.
D. Ánh sáng nhìn thấy.

Câu 3: Cơ thể người ở nhiệt độ 370C phát ra bức xạ nào trong các loại bức xạ sau ?
A. Tia hồng ngoại.
B. Tia tử ngoại.
C. Tia X.
D. bức xạ nhìn thấy.

Câu 4: Bức xạ có bước sóng λ = 0,3μm
A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.
B. là tia hồng ngoại.
C. là tia tử ngoại.
D. là tia X.

Câu 5: Bức xạ có bước sóng λ= 0,6μm
A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.
B. là tia hồng ngoại.
C. là tia tử ngoại.
D. là tia X.

Câu 6: Bức xạ có bước sóng λ = 1,0μm
A. thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.
B. là tia hồng ngoại.
C. là tia tử ngoại.
D. là tia X.

Câu 7: Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là
A. tác dụng nhiệt.
B. làm iôn hóa không khí.
C. làm phát quang một số chất.
D. tác dụng sinh học.

Câu 8: Nguồn sáng nào không phát ra tia tử ngoại
A. Mặt Trời.
B. Hồ quang điện.
C. Đèn thủy ngân.
D. Cục than hồng.

Câu 9: Chọn câu sai. Tia tử ngoại
A. không tác dụng lên kính ảnh.
B. kích thích một số chất phát quang.
C. làm iôn hóa không khí.
D. gây ra những phản ứng quang hóa.

Câu 10: Tia nào sau đây không do các vật bị nung nóng phát ra ?
A. Ánh sáng nhìn thấy.
B. Tia hồng ngoại.
C. Tia tử ngoại.
D. Tia X.

Câu 11: Động năng của electrôn trong ống tia X khi đến đối catốt phần lớn
A. bị hấp thụ bởi kim loại làm catốt.
B. biến thành năng lượng tia X.
C. làm nóng đối catốt.
D. bị phản xạ trở lại.

Câu 12: Tính chất nổi bật của tia X là
A. tác dụng lên kính ảnh.
B. làm phát quang một số chất.
C. làm iôn hóa không khí.
D. khả năng đâm xuyên.

Câu 13: Quang phổ do ánh sáng Mặt Trời phát ra là
A. quang phổ vạch phát xạ.
B. quang phổ liên tục.
C. quang phổ vạch hấp thụ.
D. quang phổ đám.

Câu 14: Có thể nhận biết tia X bằng
A. chụp ảnh.
B. tế bào quang điện.
C. màn huỳnh quang.
D. các câu trên đều đúng.

Câu 15: Chọn câu đúng. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
A. đều là sóng điện từ nhưng có tần số khác nhau.
B. không có các hiện tượng phản xạ, khúc xạ, giao thoa.
C. chỉ có tia hồng ngoại làm đen kính ảnh.
D. chỉ có tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt.

Câu 16: Chọn kết luận đúng. Tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X và tia gamma đều là
A. sóng vô tuyến, có bước sóng khác nhau.
B. sóng cơ học, có bước sóng khác nhau.
C. sóng ánh sáng có bước sóng giống nhau.
D. sóng điện từ có tần số khác nhau.

Câu 17: Chọn câu trả lời không đúng:
A. Tia X được phát hiện bới nhà Bác học Rơnghen.
B. Tia X có năng lượng lớn vì có bước sóng lớn.
C. Tia X không bị lệch trong điện trường và trong từ trường.
D. Tia X là sóng điện từ.

Câu 18: Bức xạ hồng ngoại là bức xạ
A. đơn sắc, có màu hồng.
B. đơn sắc, không màu ở đầu đỏ của quang phổ.
C. có bước sóng nhỏ hơn 0,4μm.
D. có bước sóng từ 0,75μm đến 10-3m.

Câu 19: Tia Rơnghen được phát ra trong ống Rơnghen là do
A. từ trường của dòng eleectron chuyển động từ catốt sang đối catốt bị thay đổi mạnh khi electron bị hãm đột ngột bởi đối catốt.
B. đối catốt bị nung nóng mạnh.
C. phát xạ electron từ đối catốt.
D. các electron năng lượng cao xuyên sâu vào các lớp vỏ bên trong của nguyên tử đối catốt, tương tác với hạt nhân và các lớp vỏ này.

Câu 20: Quang phổ hồng ngoại của hơi nước có một vạch màu bước sóng là 2,8μm. Tần số dao động của sóng này là
A. 1,7.1014Hz. B. 1,07.1014Hz. C. 1,7.1015Hz. D. 1,7.1013Hz.

Câu 21: Tia hồng ngoại được phát ra
A. chỉ bởi các vật được nung nóng(đến nhiệt độ cao)
B. chỉ bởi các vật có nhiệt độ trên 00C.
C. bởi các vật có nhiệt độ lớn hơn 0(K).
D. chỉ bởi mọi vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh.

Câu 22: Sắp xếp theo thứ tự giảm dần của tần số các sóng điện từ sau:
A. Ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại, tia tử ngoại.
B. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại, ánh sáng thấy được.
C. Tia tử ngoại, ánh sáng thấy được, tia hồng ngoại.
D. Ánh sáng thấy được, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.

Câu 23: Tia Rơnghen có
A. cùng bản chất với sóng âm.
B. bước sóng lớn hơn bước sóng của tia hồng ngoại.
C. cùng bản chất với sóng vô tuyến.
D. điện tích âm.

6. Thông tin bổ sung:

1. Hiệu ứng nhà kính là gì?
"Kết quả của sự của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất được gọi là Hiệu ứng nhà kính"
Hiệu ứng nhà kính, dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
2. Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính:
Có nhiều khí gây hiệu ứng nhà kính, gồm CO2, CH4, SO2, CFC, hơi nước ... Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào Trái Đất, một phần được Trái Đất hấp thu và một phần được phản xạ vào không gian. các khí nhà kính có tác dụng giữ lại nhiệt của mặt trời, không cho nó phản xạ đi, nếu các khí nhà kính tồn tại vừa phải thì chúng giúp cho nhiệt độ Trái Đất không quá lạnh nhưng nếu chúng có quá nhiều trong khí quyển thì kết quả là Trái Đất nóng lên.
Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự sau: CO2-> CFC-> CH4-> O3-> NO2.
3. Các biện pháp giảm trừ hiệu ứng nhà kính:
- Một trong những cố gắng đầu tiên của nhân loại để giảm mức độ ấm dần do khí thải kỹ nghệ là việc các quốc gia đã tham gia bàn thảo và tìm cách kí kết một hiệp ước có tên là Nghị định thư Kyoto.
- Tuy nhiên, về phía nội bộ nước Mỹ và các nước tiên tiến khác, nhiều nỗ lực để giảm khí độc mà chủ yếu thải ra từ xe máy nổ và các nhà máy kỹ nghệ đã được áp dụng khá mạnh mẽ. Ở Hoa Kỳ, hầu hết các tiểu bang đều có luật bắt buộc các phương tiện giao thông dùng động cơ nổ phải có giấy chứng nhận qua được các thử nghiệm định kì về việc đạt tiêu chuẩn nhả khói của hệ thống xe. - Trồng nhiều cây xanh (nhất là những loại cây hấp thụ nhiều CO2 trong quá trình quang hợp) nhằm làm giảm lượng khí CO2 trong bầu khí quyển, từ đó làm giảm hiệu ứng nhà kính khí quyển.
- Hãy tiết kiệm điện: Một phần điện năng được sản xuất từ việc đốt các nhiên liệu hóa thạch, sinh ra một lượng khí lớn. Hãy sử dụng ánh sáng tự nhiên, dùng bóng đèn tiết kiệm điện, tắt hết các thiết bị điện khi ra khỏi phòng. - Khi cần di chuyển những quãng đường gần, hãy đi bộ thay vì dùng xe máy. Sử dụng các phương tiện giao thông công cộng, đi học bằng xe đạp, vừa bảo vệ được túi tiền lại vừa bảo vệ môi trường!
- Hãy cho những cái bếp than hay bếp dầu đi vào quá khứ, sử dụng bếp gas vừa nhanh, vừa tốt cho môi trường. - Hãy dùng Hàng Việt Nam chất lượng cao. Tại sao chúng ta lại ăn nho Mĩ, táo New Zealand trong khi đất nước ta bốn mùa đều có trái cây tươi ngon, không có chất bảo quản? Việc vận chuyển hàng hóa giữa các nước tạo ra một lượng khí thải khổng lồ và đó rõ ràng là một sự lãng phí tài nguyên rất lớn.
- Hãy tiết kiệm giấy (in giấy ở cả 2 mặt, sử dụng tập cũ để làm giấy nháp…), tái chế túi nilông, vỏ chai nhựa sẽ giúp bảo vệ môi trường và giảm khí CO2 trong quá trình sản xuất.

Sóng Ánh Sáng

Bài 4: Các bức xạ không nhìn thấy

0 nhận xét:

Đăng nhận xét