Cách giải bài tập Hiện tượng quang, Phát quang, tia laze hay, chi tiết

1. Phương pháp

1. Hiện tượng quang - phát quang

a) Định nghĩa

- 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 trên gọi là hiện tượng quang - phát quang.

Ví dụ: Chiếu tia tử ngoại vào dung dịch fluorexein thì dung dịch này sẽ phát ra ánh sáng màu lục. Trong đó tia tử ngoại là ánh sáng kích thích còn ánh sáng màu lục là ánh sáng phát quang.

- Ngoài hiện tượng quang - phát quang ta còn đề cập đến một số hiện tượng quang khác như: hóa - phát quang (đom đóm); phát quang ca tốt (đèn hình ti vi); điện - Phát quang (đèn LED)…

b) Phân loại quang phát quang

Định luật Stock về hiện tượng phát quang: λ_k < λ_p

- Năng lượng mất mát trong quá trình hấp thụ phô tôn:

- Công thức hiệu suất phát quang: 

2. Laser (LAZE)

• Định nghĩa laser

- Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên hiện tượng phát xạ cảm ứng.

• Đặc điểm của tia laze.

    + Tính đơn sắc cao vì (có cùng năng lượng ứng với sóng điện từ có cùng bước sóng)

    + Tính định hướng rất cao (bay theo cùng một phương)

    + Tính kết hợp cao (cung pha)

    + Cường độ của chumg sáng rất lớn(số phô tôn bay theo cùng một hướng rất lớn)

• Ứng dụng của tia laze:

    + Trong y học dùng làm dao mổ trong các phẫu thuật tinh vi

    + Thông tin liên lạc (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh)

    + Trong công nghiệp dùng để khoan cắt, tôi chính xác

    + Trong trắc địa dùng để đo khoảng cách, tam giác đạc….

    + Laze còn dùng trong các đầu đọc đĩa Τ.

3. Hiện tượng quang điện trong

a) Quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng các e liên kết để cho chúng trở thành các electron dẫn đồng thời tạo ra các lỗ trống cùng tham gia vào quá trình dẫn điện gọi là hiện tượng quang điện trong

b. Chất quang dẫn: hiện tượng giảm điện trở suất, tức là tăng độ dẫn điện của bán dẫn, khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào gọi là hiện tượng quang dẫn.

c) Pin quang điện: là pin chạy bằng năng lượng ánh sáng nó biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng. Pin hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong của một số chất bán dẫn như đồng oxit, Selen, Silic….

d) Quang điện trở: là một tấm bán dẫn có giá trị điện trở thay đổi khi cường độ chùm sáng chiếu vào nó thay đổi

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Trong các hiện tượng sau: hiện tượng nào là hiện tượng quang - phát quang?

A. Than đang cháy hồng         B. Đom đóm nhấp nháy

C. Màn hình ti vi sáng         D. Đèn ống sáng

Hướng dẫn:

- Than cháy hồng là nguồn sáng do phản ứng đốt cháy

- Đom đóm nhấp nháy là hiện tượng hóa phát quang

- Màn hình ti vi là hiện tượng phát quang ca tốt

- Đèn ống sang là hiện tượng quang phát quang.

Ví dụ 2: Một chât phát quang có khả năng phát ra ánh sáng có bước sóng λ_p = 0,7 μm. Hỏi nếu chiếu vào ánh sáng nào dưới đây thì sẽ không thể gây ra hiện tượng phát quang?

A. 0,6 μm         B. 0,55 μm         C. 0,68 μm         D. Hồng ngoại

Hướng dẫn:

• Theo định luật Stock về hiện tượng phát quang ta có λ_k ≤ λ_p = 0,7 μm

⇒ Chỉ có tia Hồng ngoài có λ_{hồngngoại} > λ_p = 0,7 μm ⇒ Không có hiện tượng quang phát quang xảy ra

Ví dụ 3: Một vật có thể phát ra ánh sáng phát quang màu đỏ với bước sóng λ = 0.7 μm. Hỏi nếu chiếu vật trên bằng bức xạ có bước sóng λ = 0,6 μm thì mỗi phô ton được hấp thụ và phát ra thì phần năng lượng tiêu hao là bao nhiêu?

A. 0,5 MeV          B. 0,432 eV          C. 0,296 eV         D. 0,5 eV

Hướng dẫn: