Lý 12 Bài 32: Hiện tượng quang- phát quang

a. Khái niệm về sự phát quang

• 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 đó gọi là hiện tượng quang – phát quang. Chất có khả năng phát quang gọi là chất phát quang.

• Thời gian phát quang (\(t_{pq}\)): Một đặc điểm quan trọng của sự phát quang là nó còn kéo dài một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích. Thời gian này dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào chất phát quang.

b. Huỳnh quang và 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. Sự phát quang này gọi là sự huỳnh quang- thời gian phát quang rất ngắn (\(t_{pq}\) < \(10^{-8}\) s)

• 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 này gọi là sự lân quang- thời phát quang lớn hơn (\(t_{pq}\) >  \(10^{-8}\) s). Các chất rắn phát quang này gọi là chất lân quang

• Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích: \(\lambda _{hq} > \lambda _{KT}\)

• Giải thích bằng thuyết lượng tử: Mỗi nguyên tử hay phân tử của chất huỳnh quang hấp thụ hoàn toàn một phôtôn của ánh sáng kích thích có năng lượng \(h.f_{KT}\) để chuyển sang trạng thái kích thích. Khi ở trong trạng thái kích thích, nguyên tử hay phân tử có thể va chạm với các nguyên tử hay phân tử khác và mất đi một phần năng lượng. Khi trở về trạng thái bình thường nó sẽ phát ra một phôtôn \(h.f_{hq}\) có năng lượng nhỏ hơn:

\(\varepsilon _{hq} < \varepsilon _{KT} \Rightarrow h\frac{c}{\lambda _{hq}} < h\frac{c}{\lambda _{KT}} \Rightarrow \lambda _{hq} > \lambda _{KT}\)

• Sử dụng trong các đèn ống để thắp sáng, trong các màn hình của dao động kí điện tử, tivi, máy tính.

• Sử dụng sơn phát quang quét trên các biển báo giao thông.

Câu 1: 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.

Hướng dẫn giải

a) Những đường kẻ to dùng để làm gì?

Các dải băng đó có tác dụng báo hiệu cho xe cộ chạy trên đường.

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

Các băng này làm bằng chất liệu phát quang.

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

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.

Câu 2: 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

Hướng dẫn giải

Ta có: \(\varepsilon _{pq} < \varepsilon _{KT}\Rightarrow \lambda _{pq} > \lambda _{KT}\)

→ 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 đáp án B

Câu 1: Khi chiếu ánh sáng đỏ vào vật sơn màu xanh, vật sẽ có màu gì?

Câu 2: Chiếu ánh sáng có bước sóng 0, 32 μm vào một chất thì thấy chất đó phát ra ánh sáng bước sóng 0,60 μm. Biết rằng số photon của ánh sáng phát quang chỉ bằng 0,4% số photon của ánh sáng kích thích. Tỉ số giữa công suất của áng sáng phát quang và công suất của ánh sáng kích thích là bao nhiêu?

Câu 3: Hiện tượng quang– phát quang là gì?

Câu 4: Những vật không hấp thụ ánh sáng và không phản xạ ánh sáng đáng kể trong miền nhìn thấy của quang phổ là vật có đặc điểm gì?

Câu 1: Chọn phát biểu đúng về hiện tượng huỳnh quang và lân quang.

- Ánh sáng phát ra:

A. do hiện tượng huỳnh quang và lân quang đều tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.

B. do hiện tượng huỳnh quang và lân quang đều kéo dài thêm một khoảng thời gian khi tắt ánh sáng kích thích.

C. do hiện tượng lân quang tắt rất nhanh, hiện tượng huỳnh quang còn kéo dài thêm một khoảng thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích.

D. do hiện tượng huỳnh quang tắt rất nhanh,hiện tượng lân quang còn kéo dài thêm một khoảng thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích.

Câu 2: Trong hiện tượng quang – phát quang, sự hấp thụ một photon có thể làm:

A. phát ra một photon khác.

B. giải phóng một photon cung tần số.

C. giải phóng một êlectron liên kết.

D. giải phóng một cặp êlectron và lỗ trống.

Câu 3: Một chất phát quang có khả năng phát ra ánh sáng màu lục khi được kích thích phát sáng. Khi chiếu vào chất đó ánh sáng đơn sắc nào dưới đây thì nó có thể phát quang?

A. cam       B. vàng

C. chàm      D. đỏ

Câu 4: Biết ánh sáng phát quang của một chất có bước song 0,50 μm. Khi chiếu vào chất đó ánh sáng có bước sóng nào dưới đây thì chất đố sẽ không thể phát quang?

A. 0,30 μm      B. 0,40 μm

C. 0,48 μm      D. 0,60 μm

Câu 5: Chọn phát biểu đúng:

A. Sự phát sáng của đèn ống là một hiện tượng quang – phát quang.

B. Hiện tượng quang = phát quang là hiện tượng phát sáng của một số chất.

C. Huỳnh quang là sự phát quang của chất rắn, ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đố sau khi tắc ánh sáng kích thích.

D. Ánh sáng phát quang có tần số lướn hơn ánh sáng kích thích.

Qua bài giảng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :  

• Trình bày và nêu được ví dụ về hiện tượng quang– phát quang.

• Phân biệt được huỳnh quang và lân quang.

• Nêu được đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang.

• Giải thích được một số hiện tượng trong thực tế.