Hiện tượng quang, phát quang là gì? Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang - Vật lý 12 bài 32

Để tìm lời giải đáp cho câu hỏi trên, bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về hiện tượng quang - phát quang là gì và đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang?

I. Hiện tượng quang - phát quang

1. 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.

- 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.

2. 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.

- 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. Các chất rắn phát quang này gọi là chất lân quang.

II. Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang

- Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích: λ_hq > λ_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 có năng lượng h.f_hq nhỏ hơn:

 h.f_hq < h.f_kt ⇒ λ_hq > λ_kt

III. Bài tập vận dụng

* Bài 1 trang 165 SGK Vật Lý 12: Hiện tượng quang – phát quang là gì? Phân biệt hiện tượng huỳnh quang và hiện tượng lân quang.

* Lời giải:

+ Hiện tượng quang – phát quang là hiện tượng một số chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác.

+ Phân biệt hiện tượng huỳnh quang và lân quang:

 - Sự huỳnh quang: là sự phát quang của các chất lỏng và chất khí, có đặc điểm là ánh sáng bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.

 - Sự lân quang: là sự phát quang của các chất rắn, có đặc điểm là ánh sáng phát quang có thể kéo dài thêm một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích.

* Bài 2 trang 165 SGK Vật Lý 12: Ánh sáng huỳnh quang có đặc điểm gì?

* Lời giải:

- Ánh sáng huỳnh quang có đặc điểm là do sự phát quang của chất lỏng và khí, nó sẽ bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích.

* Bài 3 trang 165 SGK Vật Lý 12: Sự phát sáng của vật nào dưới đây là sự phát quang?

A. Tia lửa điện          B. Hồ quang

C. Bóng đèn ống.         D. Bóng đèn pin

* Lời giải:

- Chọn đáp án C. Bóng đèn ống. 

Trong bóng đèn ống có phủ một lớp bột phát quang ở thành ống, lớp bột này sẽ phát ra ánh sáng trắng khi bị kích thích bới ánh sáng giàu tia tử ngoại do hơi thủy ngân trong đèn phát ra lúc có sự phóng điện qua nó.

* Bài 4 trang 165 SGK Vật Lý 12: Nếu ánh sáng kích thích là ánh sáng màu lam thì ánh sáng huỳnh quang không thể là ánh sáng nào dưới đây?

A. Ánh sáng đỏ.        B. Ánh sáng lục

C. Ánh sáng lam         D. Ánh sáng chàm

* Lời giải:

- Chọn đáp án: D.Ánh sáng chàm

Vì theo định luật Stokes, ánh sáng huỳnh quang phải có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích. Chú ý rằng ánh sáng chàm có bước sóng ngắn hơn ánh sáng lam (λ_lam > λ_chàm).

* Bài 5 trang 165 SGK Vật Lý 12: 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

* Lời giải:

- Chọn đáp án: B.Màu vàng

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.

* Bài 6 trang 165 SGK Vật Lý 12: 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 đó 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?

* Lời giải:

a) Những đường kẻ này dùng để báo hiệu cho người đi đường dễ dàng nhìn thấy từ xa (kể cả khi trời tối ánh sáng yếu).

b) Các đường kẻ này làm bằng chất liệu phát quang.

c) Dùng bút thử tiền chiếu vào một chỗ trên đường kẻ đó, nếu chỗ đó sáng lên ánh sáng màu vàng hay màu lục thì đó là chất phát quang.