- Sự tán sắc, sự hấp thụ. - sự tán xạ ánh sáng. - Sự tán sắc ánh sáng. - Hiện tượng tán sắc ánh sáng. - a/s mặt trời ánh sáng mặt trời rọi qua khe nhỏ đập vào lăng kính, hứng chùm ló bằng màn M. - Dải sáng thu đươc trên màn gọi là quang phổ của Mặt trời, hiện tượng ánh sáng bị tách thành nhiều màu khi qua lăng kính gọi là hiện tượng tán sắc ánh sáng.. - Nếu thay lăng kính P bằng lăng kính làm bằng thuỷ tinh khác thì độ dài quang phổ thay đổi và vị trí cũng khác, nếu lăng kính rỗng chứa chất lỏng trong suốt bất kì (thậm chí chất khí) thì vẫn thu được quang phổ hiện tượng tán sắc có tính phổ biến KL: Sự tán sắc ánh sáng là sự phụ thuộc của chiết suất của môi trường vào bước sóng (tần số) của ánh sáng truyền qua.. - ánh sáng trắng (a/s mặt trời, a/s đèn mang sông. - là ánh sáng phức tạp, tập hợp của nhiều a/s đơn sắc có màu khác nhau. - Chiết suất của mt làm lăng kính biến thiên theo bước sóng và là hàm đơn trị n = f. - Đường cong tán sắc. - Đường biểu diễn sự thay đổi chiết suất của một chất theo bước sóng gọi là đường cong tán sắc. - Đường cong tán sắc được x/đ bằng thực nghiệm (đo chiết suất của chất khảo sát ứng với các bức xạ chuẩn). - Các đường cong tán sắc đều cùng một dạng: chiết suất giảm khi bước sóng tăng, gọi là tán sắc thường. - Độ tán sắc. - o bước sóng ánh sáng trong chân không. - Quan sát đường cong tán sắc. - Có thể quan sát dạng của đường cong tán sắc bằng hai lăng kính làm từ cùng một chất, đặt vuông góc (hv):. - quang phổ nằm ngang bị uốn cong, có dạng tương tự như đường cong tán sắc. - Hiện tượng tán sắc dị thường. - Đường cong tán sắc là liên tục, đơn điệu (chiết suất tăng khi bước sóng giảm). - Đường cong tán sắc bị gián đoạn ở vùng màu vàng và màu lục các bức xạ miền ấy bị hơi Iot hấp thụ, hai bên vùng hấp thụ bức xạ có bước sóng dài lệch nhiều hơn bức xạ có bước sóng ngắn. - Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc dị thường.. - KL: Hiện tượng tán sắc thường: chiết suất tăng khi bước sóng giảm.. - Hiện tượng tán sắc dị thường: chiết suất giảm khi bước sóng giảm.. - Các chất gây ra hiện tượng tán sắc dị thường: chất khí, một số chất lỏng và chất rắn như: dung dịch fuxin, dung dịch xianon hoặc xianon ở thể rắn,. - Định luật Kundt: Mọi chất gây ra hiện tượng tán sắc dị thường ở miền quang phổ nào thì hấp thụ mạnh ở miền quang phổ ấy.. - Đo chiết suất trong đám hấp thụ: chiết suất trong đám hấp thụ tăng khá nhanh theo bước sóng. - Độ rộng đám hấp thụ hầu như bằng khoảng cách giữa hoành độ của hai cực trị trên đường cong tán sắc. - Nguyên nhân: do được xác định với trường tĩnh điện hoặc với điện trường biến thiên theo tần số nhỏ, còn chiết suất n được xác định với sóng ánh sáng có tần số lớn.. - Để giải thích hiện tượng tán sắc, phải tính đến tương tác của sóng điện từ với môi trường. - Môi trường vật chất cấu tạo từ các ion và các electron, khi ánh sáng truyền qua môi trường thì có sự tương tác giữa điện từ trường của sóng ánh sáng với các hạt mang điện này.. - Trong điện trường biến đổi nhanh thì hầu như Ion không dịch chuyển do có khối lượng lớn, vì vậy ta chỉ cần chú ý tới tương tác giữa electron và sóng a/s Giả sử phân tử điện môi không chứa momen lưỡng cực điện, khi chưa có tác dụng của điện từ trường, tất cả các electron trong môi trường đều ở vị trí cân bằng, mômen lưỡng cực p của phân tử bằng 0,. - Lực điện trường của ánh sáng tới: F3 = eE = eEo sin t. - Từ đây vẽ được đường cong tán sắc:. - Thực tế các electron của môi trường có thể dao động với nhiều tần số riêng i khác nhau. - Giả sử có Ni electron dao động với tần số i trong một đơn vị thể tích của môi trường thì mômen lưỡng cực trong một đơn vị thể tích phải bao gồm mômen lưỡng cực của mọi electron gây ra. - Công thức Sellmeier biểu diễn khá đúng chiết suất của nhiều chất, đối với một vùng quang phổ rộng từ hồng ngoại xa tới tử ngoại xa, ngoài ra giúp tiên đoán được các đám hấp thụ trong vùng hồng ngoại xa.. - Thuyết điện tử về hiện tượng tán sắc có thể suy rộng cho môi trường dị hướng, tinh thể đa hướng sắc. - Đường cong tán sắc có dạng như hình vẽ:. - ở những miền xa dải hấp thụ <<. - o thấy rằng khi tần số tăng thì chiết suất cũng tăng, vùng này là vùng tán sắc thường.. - o (miền hấp thụ cộng hưởng) thì chiết suất giảm khi tần số tăng (đoạn MN), đây là vùng tán sắc dị thường. - Nếu nguồn phát ánh sáng có các bước sóng 1, 1, 1. - thì trên màn E thu được các vạch S1, S2 S3, rời rạc, mỗi vạch là một ảnh của khe F ứng với ánh sáng đơn sắc nhất định, đó là các vạch quang phổ quang phổ gồm các vạch rời rạc trên gọi là quang phổ vạch. - vận tốc pha và vận tốc nhóm. - ĐVĐ: Vận tốc a/s trong một mt được xđ theo ct: v = c / n, trong đó n là chiết suất mt được xđ từ hiện tượng khúc xạ: n = sini / sinr. - Ngày nay người ta đã xđ được chính xác vận tốc của ánh sáng trong một số mt vật chất, và thông thường tỉ số c/v bằng với giá trị n = sini / sinr. - Vận tốc pha. - Vận tốc pha:. - Vận tốc nhóm. - Thông thường, a/s dùng để đo vận tốc là những xung sáng gồm tập hợp rất nhiều các sóng đơn sắc có tần số gần nhau tạo thành một nhóm sóng (hay bó sóng), trong môi trường tán sắc thì các sóng đơn sắc truyền với vận tốc khác nhau.. - Từ đó suy ra vận tốc nhóm:. - Trong môi trường không tán sắc: v không phụ thuộc nên d v. - Trong mt tán sắc thường: chiết suất giảm khi bước sóng tăng tức d v. - Trong mt tán sắc dị thường: chiết suất tăng khi bước sóng tăng tức d v. - sự hấp thụ ánh sáng. - Hiện tượng hấp thụ. - Hiện tượng. - Khi một chùm sáng đi qua một môi trường vật chất bất kỳ thì nói chung cường độ sáng bị giảm, một phần bị phản xạ lại, một phần tán xạ ra mọi phía, một phần truyền qua môi trường và phần còn lại bị môi trường hấp thụ và chuyển hoá thành năng lượng khác. - Trong môi trường chân không ánh sáng hoàn toàn không bi hấp thụ, điều đó chứng tỏ tương tác giữa các phần tử vật cấu tạo nên môi trường với sóng a/s đã tạo ra hiện tượng này.. - cường độ Io chiếu vào mặt trước của môi trường, sau khi ra khỏi môi trường chùm sáng có cường độ I <. - Với k là hệ số hấp thụ của mt (năng suất hấp thụ). - Nếu bỏ qua phần ánh sáng phản xạ và tán xạ, lấy tích phân hai vế ta có:. - Biểu thức trên biểu diễn định luật Bouguer, phát biểu như sau: Khi độ dày của lớp môi trường tăng theo cấp số cộng thì cường độ sáng giảm theo cấp số nhân. - Sự hấp thụ của dung dịch. - Khi nghiên cứu sự hấp thụ của dd, nguời ta thấy rằng hệ số hấp thụ k tỉ lệ với nồng độ của chất hoà tan: k = .C (C: nồng độ dd. - Thay vào biểu thức của ĐL Bouguer ta được biểu thức của ĐL Bouguer - Beer : Chú ý: Do k phụ thuộc vào bước sóng nên định luật Bouguer và định luật Bouguer - Beer chỉ đúng với ánh sáng đơn sắc. - Những chất hấp thụ lọc lựa a/s trong vùng khả kiến được gọi là vật trong suốt có màu là màu của những bức xạ có hệ số hấp thụ bé. - VD: kính lọc sắc “đỏ” sẽ hấp thụ mạnh các bức xạ nhìn thấy được trừ bức xạ màu đỏ. - Sự hấp thụ lọc lựa. - Khi chiếu a/s đơn sắc có bước sóng khác nhau vào một môi trường người ta thấy rằng sự hấp thụ của mt với những a/s ấy là khác nhau (hệ số hấp thụ k khác nhau). - Hiện tượng này được gọi là sự hấp thụ lọc lựa.. - Mọi chất đều hấp thụ lọc lựa ánh sáng, các chất hấp thụ ít trong miền nào thì được gọi là trong suốt trong miền đó.. - Những chất hấp thụ ít a/s trong vùng khả kiến được gọi là vật trong suốt không màu.. - Sự TáN Xạ áNH SáNG. - Hiện tượng tán xạ ánh sáng. - Khi một chùm sáng truyền qua một môi trường trong suốt, không chỉ nhìn thấy á/s theo phương truyền của chùm tia mà còn thấy á/s theo những phương khác nữa. - Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán xạ ánh sáng. - Nguyên nhân: Do sự không đồng tính của môi trường. - truyền qua một môi trường trong suốt, đồng tính (chiết suất tại mọi điểm của môi trường là như nhau) ->. - KL: Môi trường trong suốt, hoàn toàn đồng tính không tán xạ á/s. - Xét môi trường là trong suốt không đồng tính, chiết suất tại các điểm khác nhau không giống nhau ->. - môi trường không đồng tính tán xạ á/s. - Tán xạ Tyndall (tán xạ môi trường vẩn đục) MT vẩn đục: mt trong suốt chứa những hạt nhỏ lơ lửng. - KL: Chỉ nhìn thấy ánh sáng theo phương của tia tới, nước tinh khiết là môi trường đồng tính, không tán xạ ánh sáng. - Giỏ vài giọt nước hoa vào và quan sát tương tự, quan sát thấy ánh sáng ánh sáng theo nhiều phương khác nhau môi trường vẩn đục tán xa ánh sáng. - Đây gọi là hiện tượng tán xạ Tyndall. - Các định luật về tán xạ Tyndall. - ĐL 1: Cường độ ánh sáng tán xạ tỉ lệ với luỹ thừa bậc bốn. - của bước sóng. - I: Cường độ á/s tán xạ. - ĐL 2: Nếu á/s tới tới là á/s tự nhiên thì á/s tán xạ theo phương bất kì bị tán xạ một phần, á/s tán xạ theo phương vuông góc với phương truyền thẳng thì phân cực hoàn toàn.. - ĐL 3: Nếu á/s tới là á/s tự nhiên thì cường độ chùm sáng tán xạ theo phương tạo với phương truyền thẳng môt góc được xác định theo CT:. - I/2: Cường độ á/s tán xạ theo phương. - Tán xạ phân tử. - Quan sát kĩ hiện tượng tán xạ đối với những môi trường được coi là đồng tính hoàn toàn, ta vẫn thấy á/s tán xạ với một mức độ nào đó. - Hiện tượng này được giải thích là do môi trường không hoàn toàn đồng tính, các hạt tán xạ ở đây là các phân tử của mt, vì vậy gọi là hiện tượng tán xạ phân tử. - Do chuyển động nhiệt hỗn loạn các phân tử không được phân bố đều đặn vùng có mật độ lớn sẽ có chiết suất lớn và ngược lại, vì vậy môi trường không đồng tính về quang học, đó chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng.. - Hiện tượng tán xạ phân tử quan sát được với cả chất lỏng, chất rắn và chất khí. - Tuy nhiên hiện tượng này xảy ra rất yếu, chỉ tán xạ cỡ 10-7 đến 10-6 phần năng lượng của á/s tới.