Công thức tính bước sóng của ánh sáng

Trong bài này, chúng ta sẽ ôn lại những lý thuyết trọng tâm của chương sóng ánh sáng.

Định nghĩa: Tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm sáng phức tạp tạo thành các chùm sáng đơn sắc.

Giải thích hiện tượng: Do bản chất ánh sáng trắng là tập hợp của nhiều ánh sáng đơn sắc khác nhau. Mà chiết suất của lăng kính đối với mỗi ánh sáng đơn sắc khác nhau nên góc lệch sau lăng kính là khác nhau đối với mỗi ánh sáng đơn sắc.

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng không thể bị tán sắc.

Tần số của ánh sáng đơn sắc không đổi.

Công thức tính bước sóng của ánh sáng đơn sắc: λ=vf.

Bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong chân không: λo= c/f => λ=λo/n (Trong đó: c: vận tốc ánh sáng trong chân không; v: vận tốc truyền ánh sáng trong môi trường có chiết suất n; chiết suất n tăng dần đối với ánh sáng đơn sắc từ đỏ tới tím).

Được dùng trong các máy quang phổ để phân tích một chùm sáng đa sắc, do các vật sáng phát ra, thành các thành phần đơn sắc.

Nhiều hiện tượng tự nhiên, chẳng hạn như cầu vồng, chính là sự tán sắc ánh sáng của các tia sáng mặt trời đã bị khúc xạ và phản xạ trong các giọt nước.

Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng của ánh sáng khi đi qua lỗ nhỏ hoặc gặp vật cản. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

Hai chùm sáng kết hợp là hai chùm sáng phát ra ánh sáng có cùng tần số và cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

Khi hai chùm sáng kết hợp gặp nhau chúng sẽ giao thoa: Những chỗ 2 sóng gặp nhau mà cùng pha với nhau, chúng chồng lên nhau và tạo ra các vân sáng. Những chỗ hai sóng gặp nhau mà ngược pha, chúng triệt tiêu nhau tạo thành các vân tối.

Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng.

Công thức tính bước sóng của ánh sáng

Là dụng cụ phân tích chùm sáng nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.

Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Gồm 3 bộ phận chính:

Ống chuẩn trực: Bộ phận tạo ra chùm sáng song song.

Hệ tán sắc: Phân tích chùm tia song song thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.

Buồng ảnh: Quan sát hay chụp ảnh quang phổ.

Công thức tính bước sóng của ánh sáng

Quang phổ liên tục là một dải màu liên tục từ đỏ đến tím.

Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng ,khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng.

Quang phổ liên tục của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì hoàn toàn giống nhau và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của chúng.

Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng điện hay bằng nhiệt.

Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, vị trí và độ sáng tỉ đối giữa các vạch. Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó. Ví dụ, quang phổ vạch đặc trưng của Hidro ở vùng ánh sáng nhìn thấy bao gồm: đỏ, lam, chàm, tím.

Quang phổ hấp thụ là các vạch tối trên nền của quang phổ liên tục.

Quang phổ hấp thụ của chất lỏng và chất rắn chứa các đám vạch, mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.

Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ và là đặc trưng cho chất khí đó.

Quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu tại mặt đất là quang phổ vạch hấp thụ của khí quyển trái đất.

Bản chất: Sóng điện từ

Bước sóng: 7,6.10^-7 m -> 10^-3 m

Nguồn phát: Vật nhiệt độ cao hơn môi trường (> 0K). Ví dụ: Bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điốt hồng ngoại.

Tính chất:

  • Tác dụng nhiệt.
  • Gây ra một số phản ứng hóa học.
  • Gây ra hiện tượng quang điện trong của chất bán dẫn.

Ứng dụng:

  • Sưởi ấm, sấy khô.
  • Làm bộ phận điều khiển từ xa.
  • Chụp ảnh hồng ngoại.
  • Được ứng dụng trong quân sự.

Bản chất: sóng điện từ

Bước sóng: 3,8. 10^-7 m -> 10^-8 m

Nguồn phát: Vật có nhiệt độ cao hơn 2000 độ C. Ví dụ: đèn huỳnh quang, đèn thủy ngân, màn hình TV.

Tính chất:

  • Gây ra hiện tượng quang điện trong, ngoài.
  • Làm phát quang một số chất, làm ion hóa chất khí, có tác dụng sinh lí, hủy hoại tế bào, diệt khuẩn.
  • Bị nước và thủy tinh hấp thụ.

Ứng dụng:

  • Tiệt trùng thực phẩm, dụng cụ y tế.
  • Tìm vết nứt trên bề mặt sản phẩm, chữa bệnh còi xương.

Bước sóng và công thức tính bước sóng là những điều mà luôn xuất hiện xung quanh đời sống mà có thể các bạn lại không hề biết. Để nắm rõ về điều này thì hôm nay chúng tôi sẽ giúp bạn giải đáp thắc mắc qua bài viết bước sóng là gì và công thức tính bước sóng chi tiết và dễ hiều nhất nhé!

Bước sóng là gì?

Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm dao động cùng pha hay khoảng cách giữa hai điểm mà sóng đạt được giá trị lớn nhất.

Công thức tính bước sóng của ánh sáng
Bước sóng là gì?

Bước sóng thường được biểu hiện bằng chữ cái Hy Lạp đó là chữ Lam Da với các đường cong dài được lên xuống và uốn lượn theo các chiều hướng khác nhau. Ở mỗi thời điểm khác nhau thì bước sóng sẽ có những ký hiệu và hình dạng khác nhau để thể hiện những giá trị tương ứng. 

Các loại bước sóng ánh sáng 

Bước sóng tia hồng ngoại

Bước sóng của tia hồng ngoại là bức xạ có bước sóng nằm trong khoảng 700nm đến 1mm. Mặc dù bước sóng của tia hồng ngoại dài hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nhưng lại hơn bước sóng của ánh sáng viba (bước sóng của lò vi sóng). Vì tia hồng ngoại là một bước sóng khá dài nên chúng ta cũng không thể nhìn thấy loại tia này được.

Bước sóng mà có thể nhìn thấy bằng mắt

Ánh sáng mà bản thân nhìn được chỉ chiếm một phần nhỏ trong bộ phổ bức xạ điện từ. Vùng tần số mà mắt thường có thể thấy là những ánh sáng có bước sóng từ 380 đến 700, là dải từ tím tới đỏ.

READ  EBIT là gì? Công thức tính ebit? Cách Tính EBIT & EBIT (NHANH)

Bước sóng của các màu trong khoảng tím tới đỏ mà mắt thường của chúng ta có thể nhìn thấy được là: 

Công thức tính bước sóng của ánh sáng
Bước sóng mà có thể nhìn thấy bằng mắt
  • Bước sóng ánh sáng đỏ: Bước sóng trong khoảng từ 640nm đến 760nm. 
  • Bước sóng ánh sáng màu lục: Bước sóng trong khoảng từ 500 nm từ 575nm.
  • Bước sóng ánh sáng tím: Bước sóng trong khoảng từ 380nm đến 440nm
  • Bước sóng ánh sáng chàm: Bước sóng trong khoảng từ 430nm đến 460nm
  • Bước sóng ánh sáng lam: Bước sóng trong khoảng từ 450nm đến 510nm
  • Bước sóng ánh sáng lục: Bước sóng trong khoảng từ 500 nm từ 575nm
  • Bước sóng ánh sáng vàng: Bước sóng trong khoảng từ 570nm đến 600nm
  • Bước sóng ánh sáng cam: Bước sóng trong khoảng từ 590nm đến 650nm
  • Bước sóng ánh sáng đỏ: Bước sóng trong khoảng từ 640nm đến 760nm

Bước sóng vô tuyến

Bước sóng vô tuyến là bước sóng mà do chính con người tạo ra và nó được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Bước sóng vô tuyến có phổ điện từ dài hơn so với bước sóng hồng ngoại, giao động trong khoảng 100km – 1nm.

Bước sóng quang phổ

Bước sóng quang phổ là một dải màu 7 màu giống như màu của cầu vồng. Bước sóng quang phổ thường xảy ra hiện tượng tán sắc nên chúng ta có thể hứng được các màu sắc trên màn ảnh mà có bước sóng quang phổ

Vai trò của bước sóng

Bước sóng cho vai trò cực kì quan trọng trong đời sống. Thực tế thì mỗi bước sóng đều có thể thay đổi được một cách linh hoạt, tùy với nhu cầu mà người sử dụng muốn sử dụng bước sóng như thế nào. Ví dụ: Sử dụng tia laser với bước sóng có công suất cao 10.6 um hay 355 nm để chạm khắc thủy tinh. 

READ  Công thức tính điện trở và điện trở suất cực dễ hiểu!

Các công việc có những đặc trưng riêng như xây dựng, xưởng cần nhìn thấy ánh sáng khác của môi trường để dễ dàng hình dung, cân đo sao cho hiệu quả và chính xác nhất. Ví dụ: máy đo khoảng cách hay máy cân bằng laser có bước sóng đỏ (630 – 750nm).

Công thức tính bước sóng

Công thức tính bước sóng: λ = v x f = v x T

Công thức tính bước sóng của ánh sáng
Công thức của bước sóng

Trong đó:

  • λ: Là kí hiệu của Lam Da (bước sóng)
  • v: tốc độ lan truyền của sóng (m/s)
  • T: Là chu kỳ sóng (s)
  • f: Là tần số sóng (Hz)

Bài tập của công thức tính bước sóng

Bài 1:  Một sóng cơ truyền trên một sợi dây dài với tốc độ 2 m/s và chu kỳ 1s. Bước sóng của sóng cơ này bằng bao nhiêu?

A.200 cm

B.150 cm

C.100 cm

D.50 cm

Giải:

Ta có: λ=v.T=2.1=2 m=200 cm => Chọn A

Bài 2Cho một dây đàn hồi căng ngnag. Chao một đầu dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ 3s thì trên dây có sóng truyền đi. Sau thời gian 0,3s dao động truyền đi được 1,8m. Bước sóng bằng bao nhiêu?

A.12 m

B.15 m

C.18 m

D.21 m

Giải:

Ta có: v=Δl/Δt=1,8/0,3=6 (m/s)

Mà λ=v.T=>=6.3=18 m

Vậy ta chọn đáp án C

Bài 3: Trên mặt nước người ta thấy khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 20 cm và một cái phao trên mặt nước nhô lên liên tiếp 3 lần trong thời 10s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?

READ  Công thức tính quãng đường đi được chuẩn xác nhất

A.4 cm/s

B.6 cm/s

C.8 cm/s

D.10 cm/s

Giải:

Theo bài ra ta có, khoảng cách giữa hai gợn sóng liên tiếp là 20 cm => λ= 20 cm

Chiếc phao nhô lên liên tiếp 3 lần tức có 3 gợn sóng liên tiếp đi qua nó, vậy nước ở chỗ chiếc phao đã thực hiện 2 dao động nên T=10/2=5 s

Tốc độ truyền sóng v là: v=λ/T=20/5=4 cm/s

Vậy ta chọn đáp án A

Hy vọng qua bài này thì bạn đã biết được bước sóng là gì, những vận dụng của bước sóng và công thức tính bước sóng là gì. Nếu thấy bài viết hay và bổ ích đừng quên thường xuyên ghé thăm Educationuk-vietnam.org để đón đọc thêm nhiều bài viết khác nữa nhé!