Lý Thuyết Tia Hồng Ngoại Và Tia Tử Ngoại & Bài Tập Trắc Nghiệm

Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Thí nghiệm của Newton về sự tán sắc của ánh sáng đã phát hiện ra tia hồng ngoại và tia tử ngoại. Trong thí nghiệm, một mối hàn H của một cặp nhiệt điện được đặt vào một màu nào đó trên quang phổ, trong khi mối hàn H’ được đặt trong cốc nước đá đang tan.

Khi di chuyển mối hàn H từ đầu đỏ Đ đến đầu tím T của quang phổ, ta thấy kim hiển thị của điện kế luôn bị lệch. Điều này cho thấy bức xạ Mặt Trời có khả năng làm nóng mối hàn. Nếu ta di chuyển mối hàn ra khỏi đầu Đ, điểm A vẫn bị lệch, thậm chí lệch nhiều hơn so với lúc ở vị trí Đ. Tiếp theo, khi di chuyển mối hàn ra khỏi đầu T, điểm B vẫn bị lệch.

Đáng chú ý, khi thay màn M bằng một tấm bìa có phủ bột huỳnh quang, phần màu tím và phần kéo dài từ màu tím của quang phổ sẽ phát sáng mạnh.

Thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại và tia tử ngoại
Thí nghiệm phát hiện ra tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Kết luận từ thí nghiệm là:

  • Ánh sáng có thể nhìn thấy ở cả hai đầu đỏ và tím, nhưng còn có những bức xạ mắt không thể nhìn thấy.
  • Bức xạ không nhìn thấy ở ngoài vùng ánh sáng đỏ gọi là bức xạ hồng ngoại, còn ở ngoài vùng ánh sáng tím gọi là bức xạ tử ngoại.

Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Bản chất

Cả tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là sóng điện từ và có các đặc điểm cơ bản của sóng điện từ. Tuy nhiên, cả hai loại tia này không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Tính chất

Cả tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều tuân theo các định luật của sóng điện từ, bao gồm truyền thẳng, khúc xạ và phản xạ. Cả hai cũng có hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa giống như ánh sáng nhìn thấy được.

Tia hồng ngoại có bước sóng từ khoảng 760 nm đến vài mm, trong khi tia tử ngoại có bước sóng từ 380 nm đến vài nm.

Tia hồng ngoại không có tính chất chung với tia tử ngoại. Vì vậy, chúng ta cần tìm hiểu thêm về từng đặc điểm và tính chất của hai loại tia này.

Tia hồng ngoại

Cách tạo ra tia hồng ngoại

Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0 độ K đều có khả năng phát ra tia hồng ngoại. Để nhận ra tia này, vật cần có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh.

Cơ thể con người cũng phát ra tia hồng ngoại với bước sóng khoảng 9 μm.

Trong phòng thí nghiệm, để tạo ra chùm tia hồng ngoại có định hướng, người ta thường sử dụng đèn dây tóc nhiệt độ thấp hoặc điôt phát quang hồng ngoại.

Tính chất và công dụng của tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại có tính chất tác động nhiệt rất mạnh. Tính chất này được áp dụng trong nấu ăn, sấy khô, sưởi ấm và bảo quản thực phẩm.

Tia hồng ngoại cũng có khả năng tạo ra một số phản ứng hóa học và làm đen phim ảnh. Nó cũng có khả năng biến đổi giống như sóng cao tần, giúp tạo ra các bộ điều khiển từ xa.

Trong lĩnh vực quân sự, tia hồng ngoại được ứng dụng trong các thiết bị như ống nhòm hồng ngoại để hỗ trợ quan sát ban đêm, camera hồng ngoại để chụp ảnh và quay phim trong bóng tối, và các tên lửa tự động dựa vào tia hồng ngoại để tìm mục tiêu.

Khả năng chụp ảnh và quay phim trong bóng tối của tia hồng ngoại
Khả năng chụp ảnh và quay phim trong bóng tối của tia hồng ngoại

Tia tử ngoại

Nguồn tia tử ngoại

Những vật có nhiệt độ từ trên 2000 độ C đều phát ra tia tử ngoại. Bước sóng của tia tử ngoại sẽ trải dài hơn về phía sóng ngắn khi nhiệt độ của vật tăng lên.

Các nguồn phát tia tử ngoại mạnh bao gồm bề mặt Mặt Trời và đèn hồ quang điện.

Trong phòng thí nghiệm, đèn hơi thủy ngân là một nguồn phát tia tử ngoại phổ biến.

Tính chất và công dụng của tia tử ngoại

Tia tử ngoại có các tính chất sau:

  • Tác động trong quá trình làm phim ảnh và kích thích quá trình phát quang của nhiều chất.
  • Kích thích các phản ứng hóa học như phản ứng oxy hóa và phản ứng tổng hợp vitamin D.
  • Ion hóa các chất và tạo ra các tác dụng quang điện.
  • Có tác dụng sinh học như diệt khuẩn và diệt nấm mốc, làm hại các tế bào da và võng mạc.

Tia tử ngoại cũng bị nước và thủy tinh hấp thụ mạnh. Trong lĩnh vực y học, tia tử ngoại được sử dụng để điều trị nhiều bệnh, ví dụ như còi xương ở trẻ em.

Tia tử ngoại có thể làm hại võng mạc
Tia tử ngoại có thể làm hại võng mạc

Sự hấp thụ tia tử ngoại

Tia tử ngoại có khả năng đi xuyên qua thạch anh, nhưng bị hấp thụ mạnh khi đi qua thủy tinh và nước.

Tầng ozon có khả năng hấp thụ phần lớn các tia tử ngoại với bước sóng nhỏ hơn 300 nm. Tầng ozon đóng vai trò bảo vệ các hệ sinh vật trên Trái Đất khỏi tác động nguy hiểm của tia tử ngoại.

Một số bài tập trắc nghiệm về tia hồng ngoại và tia tử ngoại

Dưới đây là một số bài tập trắc nghiệm để các bạn luyện tập:

  1. Tác dụng quan trọng nhất của tia hồng ngoại là:
    A. Hiệu ứng quang điện
    B. Thắp sáng
    C. Tác dụng nhiệt
    D. Hóa học (làm đen phim ảnh)

    Đáp án đúng: C

  2. Nguồn nào dưới đây phát ra rất nhiều tia tử ngoại?
    A. Lò sưởi điện trở
    B. Hồ quang điện
    C. Lò vi sóng
    D. Bếp than

    Đáp án đúng: B

  3. Tính chất nào sau đây không có ở tia tử ngoại?
    A. Quang điện
    B. Thắp sáng
    C. Kích thích sự phát quang
    D. Ảnh hưởng đến sinh lý

    Đáp án đúng: B

  4. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại không có chung tính chất nào sau đây?
    A. Bị hấp thụ mạnh bởi nước
    B. Có thể gây nên hiện tượng quang điện
    C. Gây ra những phản ứng về hoá học
    D. Có ảnh hưởng đến phim ảnh

    Đáp án đúng: A

  5. Nhiệt độ cơ thể con người rơi vào khoảng 37oC sẽ phát ra những tia nào sau đây?
    A. Tia X
    B. Bức xạ nhìn thấy
    C. Tia hồng ngoại
    D. Tia tử ngoại

    Đáp án đúng: C

  6. Tia hồng ngoại là tia:
    A. Đi xuyên qua mạnh
    B. Kích thích phát quang một số chất
    C. Chỉ được phát ra khi các vật bị nung nóng với nhiệt độ > 500oC
    D. Mắt người không thể nhìn thấy tia này được

    Đáp án đúng: D

  7. Phát biểu nào không chính xác về tia hồng ngoại?
    A. Tia hồng ngoại được phát ra khi các vật bị nung nóng
    B. Tia hồng ngoại là sóng điện từ mang bước sóng > 0,76 μm
    C. Tia hồng ngoại có tác động lên tất cả các loại kính ảnh
    D. Tia hồng ngoại còn có tác dụng nhiệt cực kỳ mạnh

    Đáp án đúng: C

  8. Tia hồng ngoại:
    A. Có thể đâm xuyên mạnh
    B. Có khả năng kích thích phát quang một số chất
    C. Chỉ được phát ra khi các vật bị nung nóng với nhiệt độ > 500oC
    D. Mắt người không thể nhìn thấy tia này được

    Đáp án đúng: D

  9. Phát biểu sai dưới đây là?
    A. Vật có nhiệt độ > 3000oC sẽ phát ra tia tử ngoại cực kỳ mạnh
    B. Tia tử ngoại sẽ bị hấp thụ mạnh bởi thủy tinh
    C. Tia tử ngoại có bản chất là sóng điện từ có bước sóng < bước sóng của ánh sáng tím
    D. Tia tử ngoại sở hữu tác dụng nhiệt cực kỳ mạnh

    Đáp án đúng: A

  10. Trong số các phát biểu sau, phát biểu nào chưa chính xác?
    A. Tia tử ngoại có các tác dụng liên quan đến sinh lí
    B. Tia tử ngoại có thể kích thích cho một vài chất phát quang
    C. Tia tử ngoại có tác động cực kỳ mạnh lên kính ảnh
    D. Tia tử ngoại không có khả năng đâm xuyên

    Đáp án đúng: D

  11. Vật chỉ có khả năng phát ra tia hồng ngoại mà không có khả năng phát ra ánh sáng đỏ là:
    A. Vật có nhiệt độ < 500oC
    B. Vật có nhiệt độ > 500oC và < 2500oC
    C. Vật có nhiệt độ > 2500oC
    D. Tất cả mọi vật khi chúng được nung nóng

  12. Chọn câu đúng về các tính chất của tia hồng ngoại và tia tử ngoại:
    A. Đều có bản chất là sóng điện từ nhưng với các tần số khác nhau
    B. Không có các hiện tượng như khúc xạ, phản xạ, giao thoa
    C. Chỉ tia hồng ngoại mới có thể làm đen kính ảnh
    D. Chỉ có tia hồng ngoại mới có tác dụng nhiệt

  13. Tia hồng ngoại có những ứng dụng trong thực tế như:
    A. Để tiệt trùng trong quá trình bảo quản thực phẩm
    B. Trong hoạt động điều khiển từ xa của tivi
    C. Trong y tế giúp chụp điện
    D. Trong công nghiệp để tìm ra được những khuyết tật của sản phẩm

  14. Các nguồn không thể phát ra tia tử ngoại là:
    A. Mặt Trời
    B. Hồ quang điện
    C. Dây tóc bóng đèn cháy sáng
    D. Đèn thủy ngân

  15. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại mang những tính chất chung nào sau đây?
    A. Có thể truyền được ở trong môi trường chân không
    B. Dùng trong y học giúp điều trị bệnh còi xương
    C. Dùng trong công nghiệp và đời sống giúp sấy khô, sưởi ấm
    D. Gây ra các phản ứng về quang hợp

Những bài tập này sẽ giúp bạn ôn tập và nắm vững kiến thức về tia hồng ngoại và tia tử ngoại. Hãy truy cập Vuihoc.vn để tìm hiểu thêm về các phần kiến thức khác và đăng ký tài khoản để học thêm nhiều kiến thức bổ ích!