Các dạng bài tập Hiện tượng quang, Phát quang có lời giải - Vật Lí lớp 12
Các dạng bài tập Hiện tượng quang, Phát quang có lời giải
Với Các dạng bài tập Hiện tượng quang, Phát quang có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp các dạng bài tập, 50 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Hiện tượng quang, Phát quang từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.
- Lý thuyết Hiện tượng quang - Phát quang Xem chi tiết
Lý thuyết Hiện tượng quang - Phát quang
I) Hiện tượng phát quang:
- Khái niệm: có một số chất (rắn, lỏng, khí) khi hấp thụ năng lượng dưới một dạng năng lượng nào đó, thí có khả năng phát ra các bức xạ điện từ trong miền ánh sáng nhìn thấy.
- Phân loại:
+) Nhiệt phát quang: khi cháy hòn than dần nóng đỏ, sợi dây tóc của đèn sợi đốt.
+) Điện phát quang: đèn led
+) Hóa phát quang: sự phát sáng của đóm đóm.
+) Quang phát quang: đèn ống huỳnh quang.
+) Phát quang catôt: ở màn hình vô tuyến.
- Ứng dụng: sử dụng trong đèn ống huỳnh quang, trong màn hình dao động ký, ti vi, máy tính, sử dụng sơn phát quang quét trên các biển báo giao thông
II) Hiện tượng quang – phát quang.
- Khái niệm: Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước khác.
- Ví dụ: nếu chiếu một chùm bức xạ tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thì dung dịch phát ra ánh sáng màu lục. khi đó tia tử ngoại là ánh sáng kích thích, ánh sáng màu lục là ánh sáng phát quang.
- Phân loại:
+) Huỳnh quang: là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới 10-8s). Nghĩa là ánh sáng phát quang hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích.
+) Lân quang: là sự phát quang có thời gian phát quang dài 10-8s trở lên). Nó thường xảy ra với chất rắn. các chất phát quang loại này gọi là chất lân quang.
- Định luật Xtốc về sự phát quang
Ánh sáng phát quang có bước sóng λ' dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích 𝜆: 𝜆’ > 𝜆
Cách giải bài tập Hiện tượng quang, Phát quang, tia laze
A. Phương pháp & Ví dụ
1. Phương pháp
1. Hiện tượng quang - phát quang
a) Định nghĩa
- Một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác. Hiện tượng trên gọi là hiện tượng quang - phát quang.
Ví dụ: Chiếu tia tử ngoại vào dung dịch fluorexein thì dung dịch này sẽ phát ra ánh sáng màu lục. Trong đó tia tử ngoại là ánh sáng kích thích còn ánh sáng màu lục là ánh sáng phát quang.
- Ngoài hiện tượng quang - phát quang ta còn đề cập đến một số hiện tượng quang khác như: hóa - phát quang (đom đóm); phát quang ca tốt (đèn hình ti vi); điện - Phát quang (đèn LED)…
b) Phân loại quang phát quang
| Huỳnh quang | Lân quang |
| Sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích. Gọi là hiện tượng huỳnh quang | Sự phát quang của nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích. Sự phát quang trên gọi là hiện tượng lân quang. |
| - Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích | - Một số loại sơn xanh, đỏ vàng lục quyets trên các biển báo giao thông hoặc ở đầu các cọc chỉ giới đường là các chất lân quang có thời gian kéo dài khoảng vài phần mười giây. |
Định luật Stock về hiện tượng phát quang: λk < λp
- Năng lượng mất mát trong quá trình hấp thụ phô tôn:
- Công thức hiệu suất phát quang:
2. Laser (LAZE)
• Định nghĩa laser
- Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng.
• Đặc điểm của tia laze.
+ Tính đơn sắc cao vì (có cùng năng lượng ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng)
+ Tính định hướng rất cao (bay theo cùng một phương)
+ Tính kết hợp cao (cung pha)
+ Cường độ của chumg sáng rất lớn(số phô tôn bay theo cùng một hướng rất lớn)
• Ứng dụng của tia laze:
+ Trong y học dùng làm dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi
+ Thông tin liên lạc (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh)
+ Trong công nghiệp dùng để khoan cắt, tôi chính xác
+ Trong trắc địa dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc….
+ Laze còn dùng trong các đầu đọc đĩa Τ.
3. Hiện tượng quang điện trong
a) Quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các e liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tượng quang điện trong
b. Chất quang dẫn: hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn.
| Chất | λo μm |
| Ge | 1.88 |
| Si | 1,11 |
| PbS | 4,14 |
| CdS | 0,9 |
| PbSe | 5,65 |
c) Pin quang điện: là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong của một số chất bán dẫn như đồng oxit, Selen, Silic….
d) Quang điện trở: là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi
2. Ví dụ
Ví dụ 1: Trong các hiện tượng sau: hiện tượng nào là hiện tượng quang - phát quang?
A. Than đang cháy hồng B. Đom đóm nhấp nháy
C. Màn hình ti vi sáng D. Đèn ống sáng
Hướng dẫn:
- Than cháy hồng là nguồn sáng do phản ứng đốt cháy
- Đom đóm nhấp nháy là hiện tượng hóa phát quang
- Màn hình ti vi là hiện tượng phát quang ca tốt
- Đèn ống sang là hiện tượng quang phát quang.
Ví dụ 2: Một chât phát quang có khả năng phát ra ánh sáng có bước sóng λp = 0,7 μm. Hỏi nếu chiếu vào ánh sáng nào dưới đây thì sẽ không thể gây ra hiện tượng phát quang?
A. 0,6 μm B. 0,55 μm C. 0,68 μm D. Hồng ngoại
Hướng dẫn:
• Theo định luật Stock về hiện tượng phát quang ta có λk ≤ λp = 0,7 μm
⇒ Chỉ có tia Hồng ngoài có λhồngngoại > λp = 0,7 μm ⇒ Không có hiện tượng quang phát quang xảy ra
Ví dụ 3: Một vật có thể phát ra ánh sáng phát quang màu đỏ với bước sóng λ = 0.7 μm. Hỏi nếu chiếu vật trên bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm thì mỗi phô ton được hấp thụ và phát ra thì phần năng lượng tiêu hao là bao nhiêu?
A. 0,5 MeV B. 0,432 eV C. 0,296 eV D. 0,5 eV
Hướng dẫn:
