Sóng ánh sáng là gì? bảng bước sóng, công thức và bài tập 

9:26 27/01/2024

Chuyên đề sóng ánh sáng là một trong những chuyên đề quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 12. Bài viết dưới đây, BTEC FPT đã tổng hợp lại các kiến thức liên quan đến sóng ánh sáng bao gồm các định nghĩa, bảng bước sóng ánh sáng, công thức sóng ánh sáng và kinh nghiệm học chuyên đề này. Các bạn học sinh cùng tham khảo nhé!

sóng ánh sáng
sóng ánh sáng

Sóng ánh sáng là gì 

Sóng ánh sáng là một loại sóng điện từ có thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Nó là một loại bức xạ điện từ, có nghĩa là nó bao gồm các dao động của điện trường và từ trường. Các dao động này lan truyền theo các đường thẳng trong không khí và các môi trường khác.

Sóng ánh sáng có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có bước sóng khác nhau. Bước sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh của sóng. Sóng ánh sáng có bước sóng từ 380 nanomet đến 760 nanomet. Bước sóng càng ngắn thì ánh sáng càng có màu xanh lam hoặc tím. Bước sóng càng dài thì ánh sáng càng có màu đỏ hoặc cam. 

Tính chất của sóng ánh sáng:

  • Sóng ánh sáng là sóng điện từ. Điều này có nghĩa là nó bao gồm các dao động của điện trường và từ trường.
  • Sóng ánh sáng có thể lan truyền trong chân không. Tuy nhiên, nó cũng có thể lan truyền trong các môi trường vật chất khác, chẳng hạn như không khí và nước.
  • Sóng ánh sáng có thể phản xạ, khúc xạ và hấp thụ.
  • Sóng ánh sáng có thể được phân cực. 

Các khái niệm liên quan đến sóng ánh sáng

  • Bước sóng là khoảng cách giữa hai đỉnh của sóng ánh sáng. Bước sóng được đo bằng đơn vị nanomet (nm).
  • Tần số là số lần sóng ánh sáng dao động trong một giây. Tần số được đo bằng đơn vị hertz (Hz).
  • Chu kỳ là thời gian cần thiết để sóng ánh sáng hoàn thành một dao động. Chu kỳ được đo bằng đơn vị giây (s).
  • Tốc độ ánh sáng là tốc độ lan truyền của sóng ánh sáng. Tốc độ ánh sáng trong chân không là 299.792.458 mét trên giây.
  • Tán sắc ánh sáng là hiện tượng phân tách ánh sáng trắng thành các thành phần màu sắc khác nhau.
  • Giao thoa ánh sáng là hiện tượng hai hoặc nhiều sóng ánh sáng kết hợp với nhau tạo ra các vân sáng và vân tối.
  • Phân cực ánh sáng là hiện tượng sóng ánh sáng dao động theo một hướng nhất định.

Sóng ánh sáng có thể được tạo ra bởi nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn như Mặt trời, đèn và các thiết bị điện tử. Sóng ánh sáng có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, bao gồm:

  • Chiếu sáng: Sóng ánh sáng được sử dụng để chiếu sáng cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn như thắp sáng nhà cửa, đường phố, công viên,...
  • Truyền thông: Sóng ánh sáng được sử dụng để truyền thông tin, chẳng hạn như truyền hình, đài phát thanh, internet,...
  • Y tế: Sóng ánh sáng được sử dụng trong y tế cho nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như phẫu thuật, điều trị bệnh,...
  • Khoa học: Sóng ánh sáng được sử dụng trong khoa học để nghiên cứu về các hiện tượng tự nhiên, chẳng hạn như cấu tạo của vật chất, chuyển động của vật thể,...

Bảng bước sóng ánh sáng

Tên Bước sóng Tần số (Hz) Năng lượng photon (eV)
Tia gamma ≤ 0,01 nm ≥ 30 EHz 124 keV - 300+ GeV
Tia X 0,01 nm - 10 nm 30 EHz - 30 PHz 124 eV - 124 keV
Tia tử ngoại 10 nm - 380 nm 30 PHz - 790 THz 3.3 eV - 124 eV
Ánh sáng nhìn thấy 380 nm - 760 nm 790 THz - 430 THz 1.7 eV - 3.3 eV
Tia hồng ngoại 760 nm - 1mm 430 THz - 300 GHz 1.24 meV - 1.7 eV
Vi ba 1 mm - 1 m 300 GHz - 300 MHz 1.7 eV - 1.24 meV
Radio 1 mm - 100000 km 300 GHz - 3 Hz 12.4 feV - 1.24 meV

Các công thức Sóng ánh sáng

Dưới đây là một số công thức quan trọng liên quan đến sóng ánh sáng:

  • Tần số của ánh sáng: f = c/λ
  • Bước sóng của ánh sáng: λ = c/f
  • Chu kỳ của ánh sáng: T = 1/f

Trong đó:

  • c là tốc độ ánh sáng trong chân không (c = 299.792.458 m/s)
  • λ là bước sóng (m)
  • f là tần số (Hz)
  • T là chu kỳ (s)

Ngoài ra, còn có một số công thức khác liên quan đến các hiện tượng quang học khác nhau, chẳng hạn như:

Tán sắc ánh sáng: θ = (n - 1) sin⁻¹(λ/λo)

Trong đó:

  • θ là góc lệch
  • n là chiết suất của môi trường
  • λ là bước sóng trong môi trường
  • λo là bước sóng trong chân không

Giao thoa ánh sáng: xs = k λD/a; xt = (2k + 1) λD/2a 

Trong đó: 

  • xs là vị trí vân sáng
  • xt là vị trí vân tối
  • k là số vân
  • λ là bước sóng
  • D là khoảng cách từ hai khe đến màn
  • a là khoảng cách giữa hai khe

Phân cực ánh sáng: I = I0 cos²θ 

Trong đó:

  • I là cường độ ánh sáng phân cực
  • I0 là cường độ ánh sáng chưa phân cực
  • θ là góc giữa phương phân cực của ánh sáng và phương phân cực của bộ phân cực

Kinh nghiệm học Sóng ánh sáng

Trước tiên, bạn cần nắm vững các khái niệm cơ bản về sóng ánh sáng, chẳng hạn như bước sóng, tần số, chu kỳ, tốc độ ánh sáng, tán sắc ánh sáng, giao thoa ánh sáng, phân cực ánh sáng. Học sinh có thể áp dụng phương pháp sơ đồ tư duy để hệ thống lại các kiến thức đã học. 

Giải bài tập là một cách hiệu quả để củng cố kiến thức về Sóng ánh sáng. Bạn nên luyện tập giải các bài tập cơ bản trước, sau đó tăng dần độ khó của bài tập. Bạn có thể tìm các bài tập Sóng ánh sáng trong sách giáo khoa, sách bài tập hoặc các nguồn tài liệu khác.

Bạn có thể thực hiện một số thí nghiệm để hiểu rõ hơn về sóng ánh sáng và ứng dụng của chúng trong thực tế như: 

  • Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng
  • Thí nghiệm về tán sắc ánh sáng
  • Thí nghiệm về giao thoa ánh sáng
  • Thí nghiệm về giao thoa ánh sáng
  • Thí nghiệm về phân cực ánh sáng

Với những kinh nghiệm trên, bạn sẽ học tốt phần Sóng ánh sáng và có thể ứng dụng kiến thức này vào thực tế. 

kinh nghiệm học sóng ánh sáng
kinh nghiệm học sóng ánh sáng

Trên đây là các kiến thức trọng tâm về sóng ánh sáng và những kinh nghiệm học phần sóng ánh sáng mà chúng mình tổng hợp được. Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các bạn học sinh trong quá trình học tập và ôn thi. 

Tags:

Có thể bạn chưa đọc

  • Đặt câu hỏi tư vấn
  • BTEC FPT sẽ trực tiếp liên hệ lại với bạn trong vòng 48h để giải đáp cụ thể mọi thắc mắc về vấn đề tuyển sinh và học tập của bạn