Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang

63 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Vật Lí lớp 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Hiện tượng quang - phát quang lớp 12.

Bài giảng Vật lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang

Giải bài tập Vật Lí Lớp 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang

Trả lời câu hỏi giữa bài

Trả lời câu C1 trang 164 SGK Vật Lí 12: Tại sao sơn quét trên các biển báo giao thông hoặc trên đầu các cọc chỉ giới có thể là sơn phát quang mà không là sơn phản quang (phản xạ ánh sáng)?

Lời giải:

Sơn quét trên các biển báo giao thông hoặc trên đầu các cọc chỉ giới đường là sơn phát quang để người đi đường dễ nhận thấy. Nếu là ánh sáng phát quang thì từ nhiều phía có thể nhìn thấy cọc tiêu, biển báo. Nếu là ánh sáng phản xạ thì chỉ nhìn thấy các vật đó theo phương phản xạ

Câu hỏi và bài tập (trang 165 SGK Vật Lí 12)

Bài 1 trang 165 SGK Vật Lí 12: Hiện tượng quang – phát quang là gì? Phân biệt hiện tượng huỳnh quang và hiện tượng lân quang?

Lời giải:

- Hiện tượng quang - phát quang là sự hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.

- Sự phát quang của các chất lỏng và chất khí có đặc điểm là ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích. Sự phát quang này gọi là sự huỳnh quang.

- Sự phát quang của nhiều chất rắn lại có đặc điểm là ánh sáng phát quang này có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đó, gọi là sự lân quang.

Bài 2 trang 165 SGK Vật Lí 12: Ánh sáng huỳnh quang có đặc điểm gì?

Lời giải:

Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng ánh sáng kích thích. Nó sẽ bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.

Bài 3 trang 165 SGK Vật Lí 12: Sự phát sáng của vật nào dưới đây là sự phát quang?

A. Tia lửa điện.

B. Hồ quang.

C. Bóng đèn ống.

D. Bóng đèn pin.

Phương pháp giải:

Thành trong của các đèn ống thông dụng có phủ một lớp bột phát quang. Lớp bột này sẽ phát quang ánh sáng trắng khi bị kích thích bởi ánh sáng giàu tia tử ngoại do hơi thuỷ ngân trong đèn phát ra lúc có sự phóng điện qua nó

Lời giải:

Đáp án C

Sự phát sáng của bóng đèn ống là sự phát quang

Bài 4 trang 165 SGK Vật Lí 12: Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng nào dưới đây?

A. Ánh sáng đỏ.

B. Ánh sáng lục.

C. Ánh sáng lam.

D. Ánh sáng chàm.

Phương pháp giải:

Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang: Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích

Lời giải:

Đáp án D.

λlam > λchàm => ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng chàm.

Bài 5 trang 165 SGK Vật Lí 12: Một chất có khả năng phát quang ánh sáng màu đỏ và ánh sáng màu lục. Nếu dùng tia tử ngoại để kích thích sự phát quang của chất đó thì ánh sáng phát quang có thể có màu nào?

A. Màu đỏ.

B. Màu vàng.

C. Màu lục.

D. Màu lam.

Phương pháp giải:

Bước sóng của ánh sáng phát quang dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích

Lời giải:

Ánh sáng kích thích là tia tử ngoại có bước sóng ngắn hơn màu đỏ và màu lục, nên khi kích thích chất trên bằng tia tử ngoại thì nó phát ra được cả 2 bức xạ màu đỏ và lục, trộn lẫn với nhau tạo ánh sáng màu vàng.

Chọn B

Bài 6 trang 165 SGK Vật Lí 12: Ở trên áo của các công nhân làm đường hay dọn vệ sinh trên đường thường có những đường kẻ to bản, nằm ngang, màu vàng hoặc lục.

a) Những đường kẻ to dùng để làm gì?

b) Những đường kẻ đó bằng chất liệu phát quang hay phản quang?

c) Hãy đề xuất một thí nghiệm đơn giản để nhận biết những chất liệu đó là phát quang hay phản quang.

Lời giải:

a) Các dải băng này dùng để báo hiệu cho xe cộ chạy trên đường.

b) Các băng này làm bằng chất liệu phát quang.

c) Dùng bút thử tiền chiếu sáng vào một chỗ trên băng đó, rồi xem chỗ đó sáng lên màu gì. Nếu nó sáng lên màu vàng hay màu lục thì đó là băng phát quang.

Phương pháp giải bài tập của chuyển động electron quang điện trong điện trường đều và từ trường đều

1. Chuyển động electron quang điện trong điện trường đều

Electron chuyển động trong điện trường đều $\vec{E}$ , khi đó electron chịu tác dụng của lực điện trường $\vec{F} = e \vec{E}$ , thu được gia tốc $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m} = \frac{e \vec{E}}{m}$

- Vận tốc trùng với phương của $\vec{E}$

$\vec{v} ↑↑ \vec{E}$ : Ta có: $\vec{F} ↑↓ \vec{E} \to \vec{F} ↑↓ \vec{v}$

=> electron chuyển động chậm dần đều với gia tốc: $a = \frac{F}{m} = \frac{e E}{m}$

$\vec{v} ↑↓ \vec{E}$ : Ta có: $\vec{F} ↑↓ \vec{E} \to \vec{F} ↑↑ \vec{v}$

=> electron chuyển động nhanh dần đều với gia tốc: $a = \frac{F}{m} = \frac{e E}{m}$

- $\hat{\vec{v}, \vec{E}} = α$

Ta phân tích chuyển động của electron thành 2 chuyển động:

Theo phương $⊥ \vec{E}$ : Chuyển động đều với vận tốc $v_{⊥} = v_{0} \sin α$
Theo phương $/ / \vec{E}$ : Chuyển động biến đổi đều với vận tốc $v_{/ /} = v_{0} c o s α$ và gia tốc $a = \frac{F}{m} = \frac{e E}{m}$

Tính bán kính cực đại mà các electron đập vào bản dương (Rmax) ↔ Bài toán xác định tầm xa của vật ném xiên với vận tốc v0 và góc nghiêng $α$

Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang (ảnh 1)

$R_{m a x} = L = \frac{v_{0}^{2} \sin 2 α}{a}$

2. Chuyển động electron quang điện trong từ trường đều

Electron chuyển động trong từ trường đều $\vec{B}$ , khi đó electron chịu tác dụng của lực lorenxơ: $F_{L o r e n x o} = q v B \sin α; (α = \hat{\vec{v}, \vec{B}})$

- Khi vận tốc trùng với phương của $\vec{E}$ : electron chuyển động thẳng đều vì Florenxơ = 0.

- Khi $\vec{v} ⊥ \vec{B}$ : $\to F_{L o r e n x o} = q v B$ Lực FL đóng vai trò là lực hướng tâm, electron chuyển động tròn đều với bán kính R

$\frac{v^{2}}{R} = a_{h t} = \frac{F}{m} = \frac{q v B}{m} \to R = \frac{m v}{q B} = \frac{m v}{e B}$

Lý thuyết Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang

1. Sự phát quang

Một số chất trong tự nhiên có khả năng tự phát ra ánh sáng gọi là sự phát quang.

Chất có khả năng phát sáng gọi là chất phát quang

Ví dụ:

2. Hiện tượng quang phát quang

Là hiện tượng chất phát quang có thể hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác

Ví dụ: Khi chiếu chùm tia tử ngoại (ánh sáng kích thích) vào dung dịch fluorescein đựng trong ống nghiệm (ở trạng thái bình thường fluorescein có màu vàng nhạt) sẽ phát ra ánh sáng màu xanh lục như hình bên.

3. Huỳnh quang và lân quang

- Huỳnh quang: là hiện tượng quang phát quang của các chất lỏng và khí.

Ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích

Đặc điểm: Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích $(λ_{h q} > λ_{k t})$

Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang (ảnh 5)

- Lân quang: là hiện tượng quang phát quang của chất rắn 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.

Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang (ảnh 4)

Một số loại sơn xanh, đỏ, vàng, lục quét 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.

4. Phân biệt giữa phát quang và phản quang

Phản quang là hiện tượng phản xạ lại ánh sáng tới (màu sắc trên các tấm phản quang không thay đổi) khác hoàn toàn với hiện tượng quang phát quang (hấp thụ ánh sáng có màu này phát ra ánh sáng có màu sắc khác)

Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang (ảnh 3)

(Tấm phản quang thường dùng trong giao thông và áo bảo hộ lao động có dải màu phản quang giúp các phương tiện và mọi người dễ nhận biết người đang làm nhiệm vụ trong đêm tối)

Sơ đồ tư duy về hiện tượng quang - phát quang

Giải Vật Lí 12 Bài 32: Hiện tượng quang - phát quang (ảnh 2)

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Vật Lý Lớp 12