Sưu tầm những bài tập về lượng tử ánh sáng

tượng tán sắc ánh sáng: Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không bị tán sắc khi qua lăng kính .Khi qua lăng kính, chùm ánh sáng trắng không những bị lệch về phía đáy lăng kính mà còn bị tách ra thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác nhau có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím , gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sưu tầm những bài tập về lượng tử ánh sáng TÍNH CHAÁT SOÙNG CUÛA AÙNH SAÙNGI Hieän töôïng taùn saéc aùnh saùng:AÙnh saùng ñôn saéc laø aùnh saùng khoâng bò taùn saéc khi qua laêngkính .Khi qua laêng kính, chuøm aùnh saùng traéng khoâng nhöõng bòleäch veà phía ñaùy laêng kính maø coøn bò taùch ra thaønh nhieàuchuøm saùng ñôn saéc khaùc nhau coù maøu bieán ñoåi lieân tuïc töø ñoûñeán tím , goïi laø hieän töôïng taùn saéc aùnh saùng . Chieát suaát ntaêng daàn(hay coù böôùc soùng giaûm daàn) töø tia ñoû ñeán tia tímneân caùc tia loù coù goùc leäch taêng daàn töø ñoû ñeán tím . • AÙnh saùng tia ñoû ôû ñaàu daûi maøu lieân tuïc coù böôùc soùng λ = 0,76μm • AÙnh saùng tia tím ôû cuoái daûi maøu lieân tuïc coù böôùc soùng λ = 0,4μm λ λBöôùc soùng aùnh saùng λ = v , neáu truyeàn trong chaân khoâng λO = c ⇒ o = c = n ⇒ λ = o f f λ v nXeùt tia saùng ñôn saéc : • Neáu goùc tôùi (i) vaø goùc chieát quang (A) cuûa laêng kính laø caùc goùc nhoû thì goùc leäch laø : D = (n – 1)A • Goùc leäch D ñaït giaù trò cöïc tieåu khi : i = i’ ⇔ r = r’= A ⇔ Tia tôùi 2 vaø tia loù ñoái xöùng vôùi nhau qua maët phaúng phaân giaùc goùc chieát quang A D +A ⇔ D = Dmin = 2i – A ⇔ sin min = n.sin A 2 2 II Hieän töôïng giao thoa aùnh saùng: Laø hieän töôïng khi hai soùng aùnh saùng keát hôïp gaëp nhau. Vuøng hai soùng gaëp nhau coù nhöõng vaïch raátsaùng (vaân saùng ) xen keû nhöõng vaïch toái (vaân toái ): goïi laø caùc vaân giao thoa .1)Vò trí vaân saùng,vaân toái, khoaûng vaân,soá vaân :(thí nghieäm Young) • Hieäu ñöôøng ñi : δ = d2 − d1 = ax D • Neáu taïi M laø vaân saùng ⇔ Hai soùng töø S1 vaø S2 truyeàn ñeán M laø hai soùng cuøng pha ⇔ δ = ax =k λ ⇔ x=k λD vôùi k∈Z D a * k=0 , x=0 : ( M truøng O ) Vaân saùng trung taâm hay vaân saùng baäc O * k = ± 1 : Vaân saùng baäc 1(thöù nhaát) * k = ± 2 : Vaân saùng baäc 2(thöù hai) ........ • Neáu taïi M laø vaân toái ⇔ Hai soùng töø S1 vaø S2 truyeàn ñeán M laø hai soùng ngöôïc pha ⇔ δ = ax =(2k+1) λ ⇔ x=(k+ 1 ) λD vôùi k∈Z D 2 2 a * k = 0 hay k = –1 : Vaân toái thöù nhaát * k = 1 hay k = –2 : Vaân toái thöù hai * k = 2 hay k = –3 : Vaân toái thöù ba ............. • Khoaûng vaân i : Laø khoaûng caùch giöõa hai vaân saùng (hay hai vaân toái) lieân tieáp i = λD a • Soá vaân saùng vaø vaân toái ôû phaàn nöûa treân vaø nöûa döôùi vaân saùng trung taâm hoaøn toaøn gioáng heät nhau , ñoái xöùng nhau vaø xen keû nhau . • Goïi L laø beà roäng cuûa vuøng giao thoa treân maøn thì soá khoaûng vaân laø N= L . Goïi n laø phaàn nguyeân cuûa N hay N = n + phaàn thaäp phaân thì : i * Neáu n chaün:soá vaân saùng laø n+1; soá vaân toái laø n * Neáu n leû : soá vaân saùng laø n ; soá vaân toái laø n+12) Ñoä dôøi cuûa heä vaân do baûn moûng: xo = (n − 1)eD a3) Caùc thieát bò khaùc ñeå taïo giao thoa aùnh saùng:- Löôõng laêng kính Fresnel:Xeùt goùc chieát quang A vaø goùc leäch ϕ laø goùc raát nhoû⇒ tg ϕ = ϕ = a = BC = A(n–1) 2d 2dϕ coù ñôn vò laø rad ; n laø chieát suaát laêng kính vaø D = d + d’-Thaáu kính Billet(Bieâ): Duøng tam giaùc ñoàng daïng , ta coù : * a=S1S2 =O1O2 SS = O1O2 d + d SO d * Beà roäng vuøng giao thoa : BC= O1O2 SO = O1O2 SO d + d+D d -Göông Fresnel : Xeùt goùc α raát nhoû⇒ tg α = α = BC = a = a 2.OI 2.IH 2.ISvôùi a = S1S2 ; IH ≈ IS ; D = IH + IO LÖÔÏNG TÖÛ AÙNH SAÙNGI Thuyeát löôïng töû aùnh saùng : Nhöõng nguyeân töû hay phaân töû vaät chaát khoâng haáp thuï hay böùc xaï aùnh saùng moät caùch lieân tuïc , maøthaønh töøng phaàn rieâng bieät , ñöùt quaõng . Moãi phaàn ñoù mang moät naêng löôïng hoaøn toaøn xaùc ñònh ,coøngoïi laø moät phoâtoân , moãi phoâtoân öùng vôùi moät löôïng töû aùnh saùng , coù ñoä lôùn laø : ε = hf = hc trong ñoù : λ♦ ε : naêng löôïng moät phoâtoân hay moät löôïng töû aùnh saùng♦ f : taàn soá cuûa böùc xaï , hay taàn soá cuûa aùnh saùng .♦ λ :böôùc soùng cuûa böùc xaïhay cuûa aùnh saùng trong chaân khoâng(khoâng khí)♦ h = 6,625.10-34J.s : haèng soá Plaêng (Planck)II Tia Rônghen (tia X) Böôùc soùng cuûa tia X : λ = cT = c vôùi : 10-12m ≤ λ ≤ 10-8m f Chuøm tia electron ñaäp vaøo ñoái katod , ñoäng naêng cöïc ñaïi cuûa caùc electron (n. 1 mv2 )moät phaàn bieán thaønh naêng löôïng 2 max photon cuûa tia X (nhf ) vaø moät phaàn bieán thaønh nhieät (Q) laøm noùng ñoái katod. ⇒ n. 1 mv2 = nhf + Q = nh c + Q vôùi E ñ max = 1 mv2 ; 2 max λ 2 max n laø soá electron ñeán ñaäp vaøo ñoái katod trong thôøi gian t c • Neáu Q = 0 ⇒ 1 mv2 =hfmax=h ⇔ fmax ⇔ ...