Bài 27: Tia hồng ngoại và tia tử ngoại - Vật lý 12

7 trắc nghiệm 9 bài tập SGK 2 hỏi đáp

Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng thông thường, chỉ khác ở một điểm là chúng không kích thích được thần kinh thị giác, là vì có bước sóng (đúng hơn là tần số) khác với ánh sáng khả kiến. Bài học ngày hôm nay sẽ giúp chúng ta tìm hiểu sâu hơn về bản chất, tính chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại và nguồn phát ra chúng.

Tóm tắt lý thuyết

1. Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại

  • Qua tác dụng lên cặp nhiệt điện và sự phát sáng huỳnh quang người ta nhận ra:  

    • ​Ở ngoài quang phổ ánh sáng nhìn thấy được, ở cả hai đầu đỏ và tím, còn có những bức xạ mà mắt không trông thấy, nhưng nhờ mối hàn của cặp nhiệt điện và bột huỳnh quang mà ta phát hiện được. 

    • Bức xạ không trông thấy ở ngoài vùng màu đỏ của quang phổ gọi là bức xạ (hay tia) hồng ngoại, ở ngoài vùng màu tím gọi là bức xạ (hay tia) tử ngoại.

2. Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

a. Bản chất

  • Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng và đều là sóng điện từ.

  • Tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn 0,76mm đến khoảng vào mm.

  • Tia tử ngoại có bước sóng ngắn hơn 0,38mm đến cở 10−9m.

b. Tính chất

  • Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cũng tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

3. Tia hồng ngoại

a. Cách tạo ra

  • Những vật có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường đều phát ra tia hồng ngoại.

  • Để tạo ra chùm tia hồng ngoại định hướng, dung trong kĩ thuật, người ta thường dùng đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp hoặc dùng điôt phát quang hồng ngoại.

b. Tính chất và công dụng

  • Tính chất nỗi bật nhất là có tác dụng nhiệt rất mạnh, được dùng để sấy khô, sưởi ấm.

  • Tia hồng ngoại có thể gây ra một số phản ứng hóa học. Nhờ đó người ta chế tạo được phim để chụp ảnh hồng ngoại vào ban đêm.

  • Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần. Tính chất này cho phép chế tạo được những bộ điều khiển từ xa.

  • Tia hồng ngoại được ứng dụng nhiều trong quân sự: Ống dòm hồng ngoại, camêra hồng ngoại, tên lửa điều khiển bằng tia hồng ngoại, …

4. Tia tử ngoại 

a. Nguồn tia tử ngoại

  • Những vật có nhiệt độ cao từ 20000C trở lên đều phát tia tử ngoại. Nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn.

  • Hồ quang điện, bề mặt của Mặt Trời là những nguồn tử ngoại mạnh.

  • Nguồn tử ngoại trong phòng thí nghiệm, nhà máy thực phẩm, bện viện, … là đèn hơi thủy ngân.

b. Tính chất 

  • Tác dụng lên phim ảnh, do đó thường dùng phim ảnh để nghiên cứu tia tử ngoại.

  • Kích thích sự phát quang của nhiều chất. Được áp dụng trong đèn huỳnh quang.

  • Kích thích nhiều phản ứng hóa học. Được dùng làm tác nhân cho phản ứng hóa học.

  • Làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác. Gây tác dụng quang điện.

  • Có tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào da, tế bào võng mạc, diệt khuẩn, diệt nấm mốc.

  • Bị nước, thủy tinh … hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh.

c. Sự hấp thụ tia tử ngoại 

  • Thủy tinh thông thường hấp thụ mạnh các tia tử ngoại. Thạch anh, nước và không khí hấp thụ mạnh các tia có bước sóng ngắn hơn 200nm. 

  • Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300nm phát ra từ Mặt Trời.

d. Công dụng

  • Trong y học tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng các dụng cụ phẩu thuật, để chữa một số bệnh như bệnh còi xương.

  • Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được dùng để tiệt trùng cho thực phẩm.

  • Trong công nghiệp cơ khí, tia tử ngoại được dùng để tìm các vết nứt trên các bề mặt kim loại.

Bài tập minh họa

Bài 1: 

Một đèn phát ra bức xạ có tần số \(f=10^{14} Hz\). Bức xạ này thuộc vùng nào của thang sóng điện từ?

Hướng dẫn

Ta có: \(\lambda =\frac{c}{f}=3.10^{-7}m\).

→ Bức xạ này thuộc vùng tử ngoại của thang sóng điện từ.

Bài 2: 

Tia hồng ngoại không có tính chất nào sau đây ?

A. Do các vật bị nung nóng phát ra.

B. Làm phát  quang một số chất.

C. Có tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại.

D. Có tác dụng nhiệt mạnh .

Hướng dẫn: Chọn đáp án B

Bài 3:

Tính chất nào sau đây là tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại ?

A. Có tác dụng huỷ diệt tế bào.

B. Làm phát quang một số chất.

C. Làm ion hóa không khí.

D. Có tác dụng lên kính ảnh.

Hướng dẫn: Chọn đáp án D

Bài 4:

Các nguồn nào sau đây không phát ra tia tử ngoại :

A. Mặt Trời        

B. Hồ quang điện             

C. Dây tóc bóng đèn cháy sáng

D. Đèn cực tím.

Hướng dẫn: Chọn đáp án C

Lời kết

Qua bài giảng Tia hồng ngoại và tia tử ngoại này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như : 

  • Nêu được bản chất, tính chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại.

  • Vận dụng các kiến thức cơ bản vào giải các bài tập về tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để test kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để tham gia kì thi THPT Quốc gia  tự tin và đạt thành tích cao nhất!

-- Mod Vật Lý 12 HỌC247