Giáo án Vật Lý 12 nâng cao - Chương VI: Sóng ánh sáng

c tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hệ thống kiến thức 20 5 5 + Đọc cách xác định d2 – d1 trong SGK + Tại A cực đại khi: + Tại A cực tiểu khi: + Hs ghi nhận và chứng tỏ được vân sáng tối, xen kẻ + i = xn – xn-1 = + Từ (4) Đo i, a, D sẽ suy ra được l A E S1 S2 H x D d1 d2 I a - Vì D >> a và x nên: d2 + d1 » 2D + Trong trường hợp sóng cơ để tại một điểm A có vân giao thoa cực đại, cực tiểu thì hiệu đường đi phải thoã mãn điều kiện gì? + Công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối? + Hướng dẫn hs xác định vị trí vân sáng, vân tối trên trục toạ độ Ox + Để chứng tỏ các khoảng cách vân sáng (vân tối) cách đều nhau, ta đi xác định khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là hằng số. + Nêu cách xác định bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa? 1. Xác định vị trí các vân giao thoa và khoảng vân a) Vị trí các vân giao thoa + Đặt a = S1S2, D= IO, d1=S1A, d2 = S2A, x = OA + Hiệu đường đi (1) + Để tại A là vân sáng thì: d2 – d1 = kl, với k = 0, ± 1, ±2,.. (2) k: bậc giao thoa. k = 0 vân sáng trung tâm (bậc 0) k =1 vân sáng bậc 1 …. + Để tại A là vân tối thì: d2 – d1 = (k+)l; với k = 0, ± 1, ±2,.. (3) với k’ = 0, ± 1, ±2, … b) Khoảng vân + Khoảng vân là khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp (hoặc hai vân tối). Kí hiệu i (4) 2. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa. (4) (5) Đo i, a, D sẽ suy ra được l HĐ 2: Tìm hiểu mối quan hệ giữa bước sóng và màu sắc ánh sáng 15 15 Hs đọc bảng 37.1 Màu ánh sáng l (mm) (trong chân không) Đỏ 0,6400,760 Cam 0,5900,650 Vàng 0,5700,600 Lục 0,5000,575 Lam 0,4500,510 Chàm 0,4300,460 Tím 0,3800,440 Gv thông báo + Trong thực tế mắt ta không phân biệt được màu của các ánh sáng có bước sóng gần nhau, nên ta chỉ phân biệt được vài trăm màu. Dựa vào màu của bức xạ, ta chỉ có thể ước lượng phỏng chừng bước sóng của chúng. Vì vậy , trong miền ánh sáng nhìn thấy, người ta phân định phỏng chừng khoảng bước sóng của bảy màu chính trên quang phổ Mặt trời như ở bảng 37.1 3. Bước sóng và màu sắc + Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng (tần số) xác định. + Mọi ánh sáng đơn sắc mà ta nhìn thấy (ánh sáng khả kiến) có bước sóng trong chân không: l từ 0,38mm (ánh sáng tím)¸0,76mm (ánh sáng đỏ). Chú ý tần số của một ánh sáng đơn sắc có giá trị như nhau trong mọi môi trường, nhưng bước sóng thì thay đổi theo môi trường 4. Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng Chiết suất của môi trường trong suốt có giá trị phụ thuộc vào tần số và bước sóng ánh sáng. Đối với môi trường nhất định, chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng càng dài thì có giá trị càng nhỏ hơn chiết suất ứng với ánh sáng có bước sóng ngắn. * Từ thí nghiệm ta có đường cong tán sắc (biểu diễn sự phụ thuộc n của các môi trường trong suốt vào l của ánh sáng trong chân không) có dạng gần đúng với hyberbol bậc 2: Với A, B phụ thuộc bản chất của môi trường. Biết đường cong tán sắc, từ phép đo chiết suất, ta suy ra được bước sóng ánh sáng. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (20/) Củng cố tiết 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng (được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc), khoảng cách giữa hai khe a = 1mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 1m, khoảng cách từ vân sáng thứ tư đến vân sáng thứ mười ở cùng một bên của vân sáng trung tâm là 2,4mm. a) Tính bước sóng và ánh sáng đơn sắc đó màu gì? b) Nếu thay ánh sáng đơn sắc bằng ánh sáng trắng có l từ 0,4 mm đến 0,75mm. Tính khoảng cách giữa vân sáng bậc 3 màu đỏ và vân sáng bậc 3 màu tím ở cùng một bên so với vân trung tâm (bề rộng quang phổ bậc 3). Củng cố tiết 2: Câu hỏi trắc nghiệm và bài tập trang197/SGK Dặn dò: Làm bài tập trong tài liệu ôn tập. Đọc bài tập bài 38 IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn: 07/01/2010 BÀI 38: BÀI TẬP VỀ GIAO THOA ÁNH SÁNG Tiết thứ: 62, 63& 64 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Vận dụng các công thức về giao thoa ánh sáng và rèn luyện kỹ năng giải bài tập về giao thoa ánh sáng. - Hiểu được một số phương pháp tạo ra hai nguồn sáng kết hợp từ đó quan sát được hình ảnh giao thoa. Biết cách xác định khoảng vân và số vân quan sát trên màn trong một số trường hợp cụ thể. 2. Kĩ năng: - Nắm được cách tạo ra hai nguồn kết hợp. - Xác định khoảng cách hai nguồn sáng, xác định miền giao thoa và số vân quan sát. 3. Thái độ: - Tình cảm: ý thức tự học. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: - Tranh vẽ 38.2; 38.3; 36.5 2. Chuẩn bị của trò: - Làm bài ở nhà III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Kiểm tra bài cũ Kết hợp trong hướng dẫn giải bài tập 3. Tạo tình huống học tập: ( SGK) B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức TIẾT 1: Hoạt động 1: Vận dụng công thức về giao thoa ánh sáng đơn sắc và ánh sáng trắng Bài 1: Trong 1 thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, 2 khe cách nhau 2mm, màn cách 2 khe 1m. 1. Nguồn là ánh sáng đơn sắc có bước sóng = 0,4mm. Xác định a) Khoảng vân b) Vị trí vân sáng bậc 3 c) Vị trí vân tối thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm d) Khoảng cách từ vân sáng thứ 3 đến vân sáng thứ 10 cùng về một phía vân sáng trung tâm e) Điểm M, N cách vân sáng trung tâm lần lượt là 0,7mm; 1,4mm là vân gì? Thứ mấy kể từ vân sáng trung tâm. f) Bề rộng vùng giao thoa trên màn là 3,5mm. Trên màn có bao nhiêu vân sáng, vân tối? 2) Thay bức xạ trên bằng ánh sáng trắng có l từ 0,4 mm đến 0,75mm. a) Tính bề rộng quang phổ bậc 2. Nhận xét quang phổ bậc càng cao như thế nào? b) Tại vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đỏ (l=0,75mm) có bao nhiêu đơn sắc khác cũng cho vân sáng. c) Tại điểm N cách vân sáng trung tâm 1,4mm có những đơn sắc nào cho vân tối. 40 + Hs trả lời các câu hỏi theo sự hướng dẫn + + = ki = + = (n-m)i + . Nếu n là số nguyên thì M là vân sáng ứng với k = n. Nếu n là số bán nguyên thì M là vân tối = ki với k Z. (1) Ánh sáng trắng: (2) (1)&(2) Þ Þ với k Z. Ứng với các giá trị của k là số đơn sắc cho vân sáng ở M + Tương tự Tính với k Z. Ứng với các giá trị của k là số đơn sắc cho vân tối ở M + Hướng dẫn học sinh vận dụng các công thức giao thoa ánh sáng đơn sắc. + Công thức tính khoảng vân? + Công thức xác định vị trí vân sáng vân tối?. + Vị trí vân sáng bậc 3 ứng với k bao nhiêu? + Vị trí vân tối thứ 3 kể từ VSTT ứng với k bao nhiêu? + Thành lập công thức tổng quát tính khoảng cách từ vân sáng bậc m đến vân sáng bậc n (n>m), cùng về một phía của VSTT. + Từ công thức xác định vị trí vân sáng, vân tối hãy nêu cách xác định điểm M trên vùng giao thoa là vân sáng hay vân tối? + Nêu cách xác định số vân sáng, vân tối trong miền giao thoa? + Nêu cách xác định bề rộng quang phổ bậc n và nhận xét? + Nêu phương pháp xác định tại điểm M trên màn có bao nhiêu đơn sắc (của ánh sáng trắng) cho vân sáng ở đó? + Nêu phương pháp xác định tại điểm M trên màn có bao nhiêu đơn sắc (của ánh sáng trắng) cho vân sáng ở đó? Bài 1: 1. a) Khoảng vân b) Vị trí vân sáng bậc 3 ứng với k =3 x = ki =3.0,2 =0,6mm c) Vị trí vân sáng thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm ứng với k =2, -3 =2,5i = 0,5mm d) Khoảng cách từ vân sáng thứ 3 đến vân sáng thứ 10 cùng về một phía vân sáng trung tâm = 10i -3i = 7i = 1,4mm e) M là vân tối ứng k = 3. Vậy M là vân tối thứ 3 kể từ vân sáng trung tâm N là vân sáng ứng k = 3. Vậy N là vân sáng thứ 7 kể từ vân sáng trung tâm. f) Số vân sáng là 17 Số vân tối là 18 2) a) Vị trí vân sáng bậc n của ánh sáng đơn sắc đỏ: Vị trí vân sáng bậc n của ánh sáng đơn sắc tím: Chiều rộng quang phổ bậc n: Thay số = 0,35mm b) Gọi M vị trí vân sáng bậc 4 của ánh sáng đơn sắc đỏ: M cũng là vân sáng của các đơn sắc l khác nên với k Z. (1) Ánh sáng trắng: (2) (1)&(2) Þ Þ với k Z. Thay số:. Vậy k = 4,5,6,7 với k = 4 ứng với vân sáng đỏ nên có 3 đơn sắc khác cùng cho vân sáng tại M c) N là vân tối nên: với k Z. (1) (1) Ánh sáng trắng: (2) (2) (1)&(2)Þ Þ với k Z. Thay số: Vậy k = 4,5,6 nên có 3 đơn sắc cho vân tối tại N TIẾT 2: Hoạt động 2: Bài toán giao thoa đối với ánh sáng đa sắc Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa Iâng. Biết khoảng cách S1S2 = a =1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn: D = 3m. 1. Nguồn S phát ra 2 ánh sáng đơn sắc: l1=0,4μm và l2=0,6μm a) Tính khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng quan sát được ở điểm O (VSTT) b) Hỏi trong vùng giao thoa có độ rộng 10mm (ở hai bên vân sáng trung tâm và cách đều vân sáng trung tâm) có bao nhiêu vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm. c) Hai điểm M, N cách VSTT ở cùng về một phía lần lượt là 2,4mm và 4,8mm. Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng 2. Thay nguồn S phát ra 2 ánh sáng đơn sắc: l1=0,4μm và l2. Người ta đếm được trong khoảng rộng trên màn L = 3,2mm có 9 cực đại, trong đó có 3 cực đại trùng nhau. Tìm l2, biết 2 trong số 3 cực đại trùng ở 2 đầu. 40 + x1 = x2 Þ + Khoảng cách giữa hai vân sáng cùng màu liên tiếp như nhau và bằng khoảng cách từ VSTT (x=0) đến vị trí hai vân sáng trùng nhau lần thứ nhất (n=1) = = 2,4mm + + Tại M là vân sáng ứng k =3, Tại N là vân sáng ứng k =6. Vậy trên đoạn MN có 4 vân sáng của l1. + Tương tự có 3 vân sáng của l2. + Theo câu a ta có trên đoạn MN có 2 vân trùng + Công thức xác định vị trí vân sáng của l1 và l2 + Ở vị trí hai vân sáng trùng nhau thì toạ độ của chúng như thế nào. Từ đó tìm mối liên hệ k và l + Khoảng cách giữa hai vân sáng cùng màu liên tiếp như thế nào? + Tương tự như giao thoa ánh sáng đơn sắc. Hãy xác định số vân sáng cùng màu VSTT có thể quan sát được trên vùng giao thoa. + Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng của l1? + Trên đoạn MN có bao nhiêu vân sáng của l2? + Trên đoạn MN có bao nhiêu vân trùng? + Tổng số cực đại của l1 và l2? + Số cực đại của l1, l2? + Bước sóng l2? 1. a) Vị trí vân sáng trùng nhau khi: x1 = x2 Þ Þ = ( là phân số tối giản). Để k1, k2 Z thì k1 = n.3 ; k2 = n.2 với n Z. Với n = 0 Þ k1 = 0; k2 = 0 Þ x = 0. Ở O (VSTT) hai vân sáng trùng nhau. Với n = 1 Þ k1 = 3; k2 = 2 Þ x = = = 2,4mm Với n = 2 Þ k1 = 6; k2 = 4 Þ x = = = 4,8mm. …… Khoảng cách l giữa hai vân sáng liên tiếp có màu giống màu vân sáng quan sát được ở điểm O: l = 2,4 – 0 = 2,4mm. b) Số vân sáng có màu giống màu của vân sáng trung tâm: = = 5 Hay: n = = 4 n số chẵn Þ số vân sáng N = 4+1 = 5. c) Trên đoạn MN có 4 vân sáng của l1 ứng với k1 =3, 4, 5, 6; có 3 vân sáng của l2 ứng với k2 =2, 3, 4. Vậy số vân sáng trên đoạn MN sẽ là 5 (vì ở M, N hai vân sáng trùng nhau) 2. Tổng số cực đại của l1 và l2 là 9 +3 =12 Số cực đại của l1: +1 = 5 Vậy số cực đại của l2: 12-5 =7 Khoảng vân của l2: i2 = =mm l2 = mm TIẾT 3: Hoạt động 3: Bài toán giao thoa đối với lưỡng lăng kính Bài 3. Hai lăng kính A1, A2 thuỷ tinh n = 1,5 có góc chiết quang nhỏ A = 20/được ghép sát có đáy B chung (tạo thành lưỡng lăng kính Fresnel). Một nguồn sáng điểm S đặt trong mặt phẳng của đáy B cách hai lăng kính một khoảng d = 50 cm phat ánh sáng đơn sắc, bước sóng l = 600nm. Một màn E cách hai lăng kính một khoảng d/ = 70cm. 1. Chứng minh rằng, trên màn E ta quan sát được một hệ vân giao thoa. 2. Tính khoảng cách I giữa hai vân sáng liên tiếp và số vân có thể quan sát được. Cho 1/ 3,10-4rad. 20 + Hs theo dõi và tiếp nhận + a = S1S2 = 2IStanj 2d(n-1)A D = d +d/ + Bài 3: + Gv hướng dẫn hs chứng tỏ S1, S2 là hai nguồn kết hợp, xác định bề rộng vùng giao thoa + Dựa vào hình vẽ, hãy xác định a, D + Hãy xác định số vân sáng có thể quan sát được trên vùng giao thoa. a) - Các tia sáng từ S qua lăng kính A1 bị lệch về phía đáy của lăng kính =(n-1)A, vì vậy xem như tia sáng phát ra từ S1 ảnh ảo của S. Các tia sáng từ S qua lăng kính A2 bị lệch về phía đáy của lăng kính =(n-1)A, vì vậy xem như tia sáng phát ra từ S2 ảnh ảo của S. - Vì A nhỏ nên xem gần đúng ; S1S = S2S = a/2 S1, S2 là ảnh ảo của cùng nguồn S nên luôn là hai nguồn kết hợp vì vậy trong vùng gặp nhau BIC sẽ xảy ra hiện tượng giao thoa (BC là bề rộng vùng giao thoa) b) Khoảng vân a = S1S2 = 2IStanj 2d(n-1)A = 2.500(1,5-1)20.3.10-4 = 3mm D = d +d/ =0,5+0,7=1,2m Thay số i = = 0,24mm. Số vân sáng có thể quan sát trên màn: L = BC = 2d/tanj 2d/(n-1)A =2.700(1,5-1)20.3.10-4= 4,2mm Thay số: N = 17 vân Hoạt động 4: Bài toán giao thoa đối với thấu kính Biê (Billet) Bài 4: Một thấu kính có f = 20cm, đường kính vành L =3cm được cưa dọc theo một đường kính tạo thành hai nửa thấu kính L1, L2. Các nửa thấu kính này được tách cho xa nhau một khoảng e = 2mm (nhờ chèn vào giữa một sợi dây hoặc một thỏi kim loại) (Hệ thống trên gọi là lưỡng thấu kính Biê). Một khe sáng hẹp S song song với đường chia hai nửa thấu kính đặt cách đường ấy một khoảng d = 60cm, phát ra ánh sáng đơn sắc l = 0,546mm. Vân giao thoa được quan sát trên màn E, đặt cách hai nửa thấu kính một khoảng l. Muốn quan sát được giao thoa trên màn E, thì l phải có giá trị nhỏ nhất bao nhiêu? Cho l = 1,8m. Tính khoảnh vân và số vân sáng quan sát được trên màn. Hai ảnh S1, S2 của S qua hai nửa thấu kính là hai nguồn kết hợp. Vì vậy ở vùng gặp nhau sẽ có hiện tượng giao thoa. 20 + Hs theo dõi và tiếp nhận + Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt xa hơn điểm I: l > OI + L = e + Bài 4: + Gv hướng dẫn hs xác định S1, S2 là hai ảnh của S + Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt như thế nào? + Xác định bề rộng vùng giao thoa + Hãy xác định số vân sáng có thể quan sát được trên vùng giao thoa. a) Hai ảnh S1, S2 của S qua hai nửa thấu kính là hai nguồn kết hợp. Vì vậy ở vùng gặp nhau sẽ có hiện tượng giao thoa. - Khoảng cách từ thấu kính đến hai ảnh S1S2: OS/ = = 30cm - Xét tam giác đồng dạng: . - Khoảng cách giữa hai nguồn S1S2 = a = e= 3mm - Để quan sát được các vân giao thoa, thì màn phải đặt xa hơn điểm I: l > OI - Xét tam giác đồng dạng: Vậy giá trị nhỏ nhất l = 33,1cm b) - Khoảng cách từ hai nguồn đến màn: D = l – d/ = 1,8-0,3=1,5m Khoảng vân = 0,273mm - Bề rộng của trường giao thoa: Þ L = e= 8mm Số vân sáng có thể quan sát trên màn: = 29 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (15/) Bài tập tự luận: 1- 4 SGK/157 Bài tập về nhà IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… BÀI 39: MÁY QUANG PHỔ. CÁC LOẠI QUANG PHỔ Ngày soạn : 14/01/2010 Tiết : 65 & 66 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: Trình bày được nguyên tắc cấu tạo của máy quang phổ lăng kính và nêu được tác dụng của từng bộ phận của máy quang phổ. Nêu được quang phổ là gì, các đặc điểm chính và những ứng dụng chính của quang phổ liên tục. Hiểu được khái niệm về quang phổ vạch phát xạ nguồn phát, những đặc điểm và công dụng cảu quang phổ vạch phát xạ. Hiểu được khái niệm về quang phổ vạch hấp thụ cách thu và điều kiện thu được quang phổ vạch hấp thụ, mối quạn hệ giữa quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố. Hiểu được phép phân tích quang phổ và ưu điểmcủa chúng. 2. Kỹ năng: - Nhận biết tác dụng các bộ phận của máy quang phổ. - Nêu được nguồn phát, đặc điểm ứng dụng của các loại quang phổ. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên: - Vẽ sơ đồ cấu tạo máy quang phổ. Chuẩn bị một số ảnh chụp về máy quang phổ 2. Học sinh : - Ôn lại kiến thức về lăng kính, thấu kính và sự tán sắc ánh sáng III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính 23 + Hs xem SGK trả lời + Lăng kính có tác dụng phân tích chùm ánh sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc. + Hs theo dõi và ghi nhận và trả lời các câu hỏi. - Chùm tia song song - Phân tích thành các chùm tia song song đơn sắc - Hội tụ ở tiêu diện ảnh của L2. Vậy màn phải đặt ở tiêu diện của L2 + Nêu máy quang phổ dùng để làm gì? + Bộ phận chính của máy quang phổ? F L1 L2 P + Gv dùng tranh vẽ giới thiệu cấu tạo của máy quang phổ. - Khi chiếu chùm sáng vào khe F nằm ở tiêu diện của L1, thì sau khi qua ống chuẩn trực sẽ cho chùm sáng như thế nào? - Chùm tia song song phức tạp (đa sắc) qua lăng kính sẽ cho chùm tia ló như thế nào? - Chùm tia song song qua thấu kính L2 sẽ cho chùm tia ló như thế nào? Vậy trong buồng ảnh màn phải đặt ở vị trí như thế nào? 1. Máy quang phổ lăng kính a) Định nghĩa: Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc. b) Cấu tạo: 3 bộ phận chính * Ống chuẩn trực: tạo ra chùm tia sáng song song * Hệ tán sắc: phân tích chùm tia sáng thành nhiều chùm tia đơn sắc song song. * Buồng tối hay buồng ảnh: chụp ảnh quang phổ. c) Nguyên tắc hoạt động: Dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng Chùm sáng đa sắc cần nghiên cứu phát ra từ nguồn S qua ống chuẩn trực trở thành chùm sáng song song. Chùm sáng này qua hệ tán sắc được phân tích thành nhiều chùm sáng đơn sắc song song. Mỗi chùm sáng đơn sắc qua buồng ảnh cho ảnh thật trên màn là vạch màu đơn sắc gọi là vạch quang phổ là một thành phần ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra. Tập hợp các vạch màu (hoặc dãi màu) đó tạo thành quang phổ của nguồn S. HĐ2: Quang phổ liên tục 15 + Hs quan sát và trả lời. - Dải màu liên tục từ đỏ đến tím. - Có thể hs trả lời không, vì cơ thể không bức xạ (phát sáng) - Có vì ở mọi nhiệt độ vật đều bức xạ, vì vậy cơ thể phát ra quang phổ liên tục thuộc vùng hồng ngoại. - Xác định nhiệt độ của vật bức xạ. + Gv cho học sinh xem hình ảnh quang phổ của ánh sáng trắng và cho biết đó là quang phổ liên tục. Vậy quang phổ liên tục là gì? + Nêu các nguồn có thể phát ra và tính chất của quang phổ liên tục. C1: Cơ thể ta có phát ra quang phổ liên tục không? C2: Điều chỉnh cho nhiệt độ của ngọn lửa bếp ga tăng dần và nhìn vào ngọn lửa , em thấy màu của nó thay đổi như thế nào? Nhiệt độ vật phát sáng càng cao, thì vùng màu sáng nhất có bước sóng ngắn + Ứng dụng của quang phổ liên tục? 2. Quang phổ liên tục: a) Định nghĩa: Là quang phổ gồm dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục. b) Nguồn phát: chất rắn, lỏng, và những chất khí (hơi) ở áp suất lớn (bị nén mạnh) khi nung nóng phát ra quang phổ liên tục c) Tính chất: - Không phụ thuộc vào bản chất của vật phát sáng, mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật. - Ở mọi nhiệt độ vật đều bức xạ. Nhiệt độ tăng dần thì cường độ bức xạ càng mạnh và miền quang phổ lan dần từ bức xạ có bước sóng dài sang bước sóng ngắn. HĐ3: Quang phổ vạch 15 15 + Hs quan sát và trả lời. - Các vạch màu riêng lẻ trên nền tối. - Khác nhau về số lượng vạch, về màu sắc, vị trí của các vạch và cường độ sáng của các vạch. + Hs ghi nhận + Ion Natri bị kích thích phát sáng có màu vàng. + Nhận biết sự có mặt nguyên tố trong hợp chất + Hs đọc sách và trả lời - Trên nền quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối đúng vào vị trí vạch vàng trong quang phổ vạch của Natri + Xuất hiện vạch vàng ngay tại vị trí vạch đen. + C4: Vị trí vạch vàng của quang phổ vạch phát xạ Natri trùng với vị trí vạch đen quang phổ vạch hấp thụ Natri + Hs thảo luận nhóm trả lời + Nhận biết sự có mặt nguyên tố trong hợp chất + Gv cho học sinh xem hình ảnh quang phổ vạch phát xạ của Hyđrô, Thuỷ ngân, Natri. Vậy quang phổ vạch phát xạ là gì? Các quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau như thế nào? + Bổ sung nhận xét của hs + Nêu các nguồn có thể phát ra và tính chất của quang phổ vạch phát xạ. + C3: Cho hạt muối rơi vào ngọn lửa bếp ga, em sẽ thấy hạt muối nóng sáng màu gì? + Ứng dụng của quang phổ vạch phát xạ? + Gv cho hs đọc mục 4.a) rút ra kết luận quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi) + Chú ý điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ + Nếu tắt nguồn chùm ánh sáng trắng thì quang phổ thu được như thế nào? + C4: Hãy so sánh quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của Natri ở Hình 39.2 & 39.3 + Từ hiện tượng đảo sắc nêu nhận xét mỗi nguyên tố hoá học có thể hấp thụ những bức xạ như thế nào? + Ứng dụng của quang phổ vạch phát xạ? 3. Quang phổ vạch phát xạ: a) Định nghĩa: Là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. b) Nguồn phát: chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích c) Tính chất: Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích, phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố ấy. 4. Quang phổ vạch hấp thụ: a) Quang phổ hấp thụ của chất khí hoặc hơi: Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi) đó Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ nhiệt độ của đám khí (hay hơi) phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục b) Sự đảo vạch quang phổ: Hiện tượng vạch sáng của quang phổ vạch khi phát xạ trở thành vạch tối trong quang phổ hấp thụ được gọi là sự đảo vạch quang phổ. Vậy mỗi nguyên tố hoá học chỉ hấp thụ những bức xạ nào mà nó có khả năng bức xạ và ngược lại. c) Tính chất: Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố đó. Căn cứ vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của nguyên tố đó trong hợp chất HĐ 4: Phép phân tích quang phổ 10 + Đọc sách và trả lời. + Hs thảo luận trả lời + Dựa vào ứng dụng của các quang phổ rút ra định nghĩa phép phân tích quang phổ + Nêu tiện lợi so với các phép phân tích khác? + Gv bổ sung 5. Phép phân tích quang phổ: a) Định nghĩa: Phép phân tích quang phổ là phương pháp vật lý dùng để xác định thành phần hoá học của một chất hay hợp chất), dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ b) Ưu điểm và ứng dụng: + Nó cho biết sự có mặt của 1 nguyên tố hoá học trong mẫu. + Xác định nhiệt độ phát xạ + Ưu điểm: - Cho kết quả nhanh, chính xác cả định tính và định lượng (cùng một lúc có thể nhận biết nhiều nguyên tố; hàm lượng các thành phần có trong mẫu) - Rất nhạy (chỉ cần nồng độ nhỏ) - Mẫu cần nghiên cứu ở xa người quan sát. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10/) Tiết 1: - Bộ phận chính cấu tạo của máy quang phổ. - Nguồn phát và tính chất của quang phổ liên tục Tiết 2: - Nguồn phát và tính chất của quang phổ vạch phát xạ - Điều kiện thu được quang phổ vạch hấp thụ của khí Bài tập về nhà: 1-4 /206 SGK. IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Ngày soạn : 16/01/2010 BÀI 40: TIA HỒNG NGOẠI. TIA TỬ NGOẠI Tiết : 67 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Hiểu được các bản chất các tia hồng ngoại, tia tử ngoại, nguồn phát xạ ra chúng, các tính chất và công dụng của chúng. 2. Kỹ năng: - Trình bày về tia hồng ngoại và tử ngoại, phân biệt giữa chúng. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên: - Điều khiển từ xa… - Thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại và tử ngoại. 2. Học sinh : III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: 8’ - Nguồn phát và tính chất của quang phổ liên tục, của quang phổ vạch phát xạ. - Điều kiện thu được quang phổ vạch hấp thụ của khí 3. Tạo tình huống học tập: SGK B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Tìm hiểu tia hồng ngoại 15 + Âm mà tai người cảm nhận được, siêu âm và hạ âm + Chứng tỏ ở ngoài miền ánh sáng nhìn thấy còn có những những loại ánh sáng (bức xạ) nào đó, không nhìn thấy được. + Có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (0,76mm) + HS đọc sách trả lời + Nguồn phát thông dụng là lò than, lò điện, bóng đèn dây tóc... + Vì mọi vật đều phát ra tia hồng ngoại + Hs thảo luận nhóm trả lời + Hãy nhắc lại các loại sóng âm + Gv nêu thí nghiệm nhận biết các bức xạ không nhìn thấy. Thông báo các kết quả thu được khi đưa mối hàn trong vùng ánh sáng nhìn thấy cũng như khi đưa ra về phía đầu đỏ (A) và đầu tím (B), kim điện kế vẫn bị lệch. + Tương tự như việc phân loại sóng âm. Hãy dự đoán ở ngoài miền ánh sáng nhìn thấy có còn bức xạ nào khác không? + Nghĩa Hán Việt Hồng : đỏ; ngoại: ở ngoài. Vậy hãy dự đoán bước sóng của tia hồng ngoại. + Yêu cầu Hs đọc sách và nêu nguồn phát ra tia hồng ngoại. + Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng? + Nêu tính chất của tia hồng ngoại. + C1: Giải thích tại sao có thể chụp ảnh ban đêm nhờ camera hồng ngoại. + Từ tính chất của tia hồng ngoại hãy cho biết các ứng dụng của tia hồng ngoại + Gv bổ sung 1. Các bức xạ không nhìn thấy: Thí ng