Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- Lý thuyết trọng tâm
- I. Sóng điện từ
- II. Thang sóng điện từ
- Phương pháp giải các dạng bài tập
- Dạng 1: Tính tần số từ bước sóng (và ngược lại)
- Dạng 2: Nhận biết loại sóng điện từ từ bước sóng cho trước
- Dạng 3: Nhận biết loại sóng điện từ từ tần số cho trước
- Dạng 4: Câu hỏi lý thuyết về tính chất các loại bức xạ
Lý thuyết trọng tâm
I. Sóng điện từ
1. Khái niệm sóng điện từ
Dựa vào các thí nghiệm nghiên cứu về mối liên hệ giữa dòng điện và từ trường, nhà bác học Faraday đã xây dựng lí thuyết điện từ. Sau đó, Maxwell đã mở rộng lí thuyết này và tiên đoán rằng điện từ trường biến thiên sẽ lan truyền khắp không gian dưới dạng sóng.
Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.
2. Tính chất của sóng điện từ
a) Sóng điện từ là sóng ngang
Trong sóng điện từ, vectơ cường độ điện trường $\vec{E}$ và vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng.
b) Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không
Maxwell đã chỉ ra được tốc độ của tất cả các sóng điện từ truyền trong chân không có giá trị bằng:
$$c = 3.10^8 \text{ m/s}$$
Đây chính là tốc độ ánh sáng trong chân không.
c) Ánh sáng là sóng điện từ
Tốc độ sóng điện từ trong chân không đúng bằng tốc độ ánh sáng trong chân không. Đây là cơ sở để khẳng định rằng ánh sáng chính là sóng điện từ.
3. Công thức cơ bản
Mối liên hệ giữa tốc độ, bước sóng và tần số của sóng điện từ:
$$c = \lambda \cdot f$$
Trong đó:
- $c$ : tốc độ sóng điện từ trong chân không ($c = 3.10^8$ m/s)
- $\lambda$ : bước sóng (m)
- $f$ : tần số (Hz)
Từ công thức trên, ta suy ra:
$$f = \frac{c}{\lambda} \quad \text{và} \quad \lambda = \frac{c}{f}$$
II. Thang sóng điện từ
1. Khái niệm thang sóng điện từ
Sự khác nhau về bước sóng (hay tần số) của các loại sóng điện từ đã dẫn đến sự khác nhau về tính chất và công dụng của chúng.
Toàn bộ sóng điện từ, từ sóng rất dài (hàng chục km) đến sóng rất ngắn (cỡ $10^{-12}$ m đến $10^{-15}$ m) đã được trình bày dưới dạng một thang sóng điện từ.
Lưu ý: Không có sự phân chia rõ ràng giữa các dải sóng trong phổ của sóng điện từ. Các vùng bước sóng có thể chồng lấn lên nhau.
2. Các loại bức xạ trong thang sóng điện từ
2.1. Ánh sáng nhìn thấy
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 0,38 μm đến 0,76 μm |
| Đặc điểm | Là một dải màu biến thiên liên tục từ tím đến đỏ. Ánh sáng đỏ có bước sóng dài nhất (khoảng 0,76 μm), ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất (khoảng 0,38 μm) |
| Nguồn phát | Mặt Trời, các loại đèn, tia chớp, ngọn lửa,… |
2.2. Tia hồng ngoại (IR)
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 0,76 μm đến 1 mm |
| Nguồn phát | Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát được tia hồng ngoại ra môi trường. Nguồn thông dụng: bóng đèn dây tóc, bếp gas, bếp than, diode hồng ngoại,… |
| Tính chất | Tuân theo các định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ và gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường. Đặc trưng nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt |
| Ứng dụng | Điều khiển từ xa, bếp điện, lò nướng,… |
2.3. Tia tử ngoại (UV)
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 1 nm đến 380 nm (hoặc từ 10 nm đến 400 nm) |
| Nguồn phát | Vật có nhiệt độ trên 2000°C thì phát được tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì bước sóng tử ngoại càng nhỏ. Hồ quang điện, đèn hơi thủy ngân là những nguồn phát tia tử ngoại mạnh |
| Tính chất | Tác dụng lên phim ảnh, kích thích sự phát quang của nhiều chất, làm ion hóa không khí, có tác dụng sinh học,… |
| Ứng dụng | Diệt khuẩn, tiệt trùng thực phẩm trước khi đóng gói, khử trùng dụng cụ y tế, tìm vết nứt trên bề mặt các vật kim loại,… |
2.4. Sóng vô tuyến
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 1 mm đến 100 km |
| Nguồn phát | Anten phát sóng vô tuyến |
| Đặc điểm truyền sóng | Sóng này bị phản xạ bởi tầng điện li trước khi tới máy thu. Trong đó, sóng VHF (bước sóng rất ngắn, từ 1 m đến 10 m) và sóng UHF (bước sóng cực ngắn, từ 10 cm đến 1 m) có thể truyền thẳng đến máy thu, không bị phản xạ bởi tầng điện li |
| Ứng dụng | Phát thanh, truyền hình địa phương. Sóng vi ba (bước sóng khoảng vài cm) được sử dụng trong viễn thông quốc tế, chuyển tiếp truyền hình qua vệ tinh thông tin và cho mạng điện thoại di động qua tháp vi ba |
2.5. Sóng vi ba
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 1 mm đến 1 m |
| Ứng dụng | Viễn thông quốc tế, vệ tinh thông tin, điện thoại di động, lò vi sóng,… |
2.6. Tia X (tia Rơn-ghen)
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ 30 pm đến 3 nm (ngắn hơn tia tử ngoại) |
| Nguồn phát | Tia X được tạo ra khi các electron chuyển động với tốc độ cao tới đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn trong ống tia X |
| Ứng dụng | Chẩn đoán và chữa trị một số bệnh trong y học, kiểm tra khuyết tật trong các vật đúc bằng kim loại và trong nghiên cứu cấu trúc các tinh thể; sử dụng trong giao thông để kiểm tra hành lí của hành khách khi đi máy bay,… |
2.7. Tia gamma (γ)
| Đặc điểm | Nội dung |
|---|---|
| Bước sóng | Từ $10^{-5}$ nm đến 0,1 nm (ngắn nhất trong thang sóng điện từ) |
| Ứng dụng | Trong y học: phẫu thuật, điều trị các căn bệnh liên quan đến khối u, dị dạng mạch máu, các bệnh chức năng của não. Trong công nghiệp: giúp phát hiện các khuyết tật của sản phẩm bằng hình ảnh rõ ràng với độ chính xác cao |
Phương pháp giải các dạng bài tập
Dạng 1: Tính tần số từ bước sóng (và ngược lại)
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định công thức cần sử dụng
Sử dụng công thức liên hệ giữa tốc độ, bước sóng và tần số:
$$c = \lambda \cdot f$$
Trong đó:
- $c = 3.10^8$ m/s (tốc độ sóng điện từ trong chân không)
- $\lambda$ : bước sóng (m)
- $f$ : tần số (Hz)
Bước 2: Đổi đơn vị về hệ SI
Đây là bước rất quan trọng vì đề bài thường cho bước sóng ở các đơn vị khác nhau:
| Đơn vị | Quy đổi sang mét (m) |
|---|---|
| 1 km | $= 10^3$ m |
| 1 mm | $= 10^{-3}$ m |
| 1 μm (micrômét) | $= 10^{-6}$ m |
| 1 nm (nanômét) | $= 10^{-9}$ m |
| 1 pm (picômét) | $= 10^{-12}$ m |
Bước 3: Áp dụng công thức và tính toán
- Tính tần số từ bước sóng: $f = \dfrac{c}{\lambda}$
- Tính bước sóng từ tần số: $\lambda = \dfrac{c}{f}$
Bài tập mẫu:
Bài toán: Bảng 11.1 cho biết phạm vi của bước sóng trong chân không của các dải chính tạo nên thang sóng điện từ. Hãy xác định phạm vi của tần số tương ứng với các dải bước sóng đó.
Lời giải chi tiết:
1. Sóng vô tuyến (λ từ 1 mm đến 100 km)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 1$ mm $= 1.10^{-3}$ m
- $\lambda_{max} = 100$ km $= 100.10^{3}$ m $= 10^5$ m
Bước 2: Tính tần số
Áp dụng công thức: $f = \dfrac{c}{\lambda}$
- Tần số lớn nhất (ứng với bước sóng nhỏ nhất):
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{1.10^{-3}} = 3.10^{11} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất (ứng với bước sóng lớn nhất):
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{10^5} = 3.10^{3} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của sóng vô tuyến là từ $3.10^3$ Hz đến $3.10^{11}$ Hz.
2. Sóng vi ba (λ từ 1 mm đến 1 m)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 1$ mm $= 1.10^{-3}$ m
- $\lambda_{max} = 1$ m
Bước 2: Tính tần số
- Tần số lớn nhất:
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{1.10^{-3}} = 3.10^{11} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất:
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{1} = 3.10^{8} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của sóng vi ba là từ $3.10^8$ Hz đến $3.10^{11}$ Hz.
3. Tia hồng ngoại (λ từ 0,76 μm đến 1 mm)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 0{,}76$ μm $= 0{,}76.10^{-6}$ m $= 7{,}6.10^{-7}$ m
- $\lambda_{max} = 1$ mm $= 1.10^{-3}$ m
Bước 2: Tính tần số
- Tần số lớn nhất:
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{7{,}6.10^{-7}} \approx 3{,}9.10^{14} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất:
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{1.10^{-3}} = 3.10^{11} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của tia hồng ngoại là từ $3.10^{11}$ Hz đến $3{,}9.10^{14}$ Hz.
4. Ánh sáng nhìn thấy (λ từ 0,38 μm đến 0,76 μm)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 0{,}38$ μm $= 3{,}8.10^{-7}$ m
- $\lambda_{max} = 0{,}76$ μm $= 7{,}6.10^{-7}$ m
Bước 2: Tính tần số
- Tần số lớn nhất:
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{3{,}8.10^{-7}} \approx 7{,}9.10^{14} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất:
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{7{,}6.10^{-7}} \approx 3{,}9.10^{14} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của ánh sáng nhìn thấy là từ $3{,}9.10^{14}$ Hz đến $7{,}9.10^{14}$ Hz.
5. Tia tử ngoại (λ từ 10 nm đến 400 nm)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 10$ nm $= 10.10^{-9}$ m $= 10^{-8}$ m
- $\lambda_{max} = 400$ nm $= 400.10^{-9}$ m $= 4.10^{-7}$ m
Bước 2: Tính tần số
- Tần số lớn nhất:
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{10^{-8}} = 3.10^{16} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất:
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{4.10^{-7}} = 7{,}5.10^{14} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của tia tử ngoại là từ $7{,}5.10^{14}$ Hz đến $3.10^{16}$ Hz.
6. Tia X (λ từ 30 pm đến 3 nm)
Bước 1: Đổi đơn vị bước sóng sang mét
- $\lambda_{min} = 30$ pm $= 30.10^{-12}$ m $= 3.10^{-11}$ m
- $\lambda_{max} = 3$ nm $= 3.10^{-9}$ m
Bước 2: Tính tần số
- Tần số lớn nhất:
$$f_{max} = \frac{c}{\lambda_{min}} = \frac{3.10^8}{3.10^{-11}} = 10^{19} \text{ Hz}$$
- Tần số nhỏ nhất:
$$f_{min} = \frac{c}{\lambda_{max}} = \frac{3.10^8}{3.10^{-9}} = 10^{17} \text{ Hz}$$
Kết quả: Phạm vi tần số của tia X là từ $10^{17}$ Hz đến $10^{19}$ Hz.
Bảng tổng hợp kết quả:
| Loại bức xạ | Phạm vi bước sóng | Phạm vi tần số (Hz) |
|---|---|---|
| Sóng vô tuyến | Từ 1 mm đến 100 km | Từ $3.10^3$ đến $3.10^{11}$ |
| Sóng vi ba | Từ 1 mm đến 1 m | Từ $3.10^8$ đến $3.10^{11}$ |
| Tia hồng ngoại | Từ 0,76 μm đến 1 mm | Từ $3.10^{11}$ đến $3{,}9.10^{14}$ |
| Ánh sáng nhìn thấy | Từ 0,38 μm đến 0,76 μm | Từ $3{,}9.10^{14}$ đến $7{,}9.10^{14}$ |
| Tia tử ngoại | Từ 10 nm đến 400 nm | Từ $7{,}5.10^{14}$ đến $3.10^{16}$ |
| Tia X | Từ 30 pm đến 3 nm | Từ $10^{17}$ đến $10^{19}$ |
Dạng 2: Nhận biết loại sóng điện từ từ bước sóng cho trước
Phương pháp giải:
Bước 1: Đổi bước sóng về cùng một đơn vị
Để dễ so sánh, nên đổi tất cả về đơn vị mét (m) hoặc nanômét (nm).
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi bước sóng
| Loại bức xạ | Phạm vi bước sóng |
|---|---|
| Sóng vô tuyến | 1 mm → 100 km ($10^{-3}$ m → $10^5$ m) |
| Sóng vi ba | 1 mm → 1 m ($10^{-3}$ m → 1 m) |
| Tia hồng ngoại | 0,76 μm → 1 mm ($7{,}6.10^{-7}$ m → $10^{-3}$ m) |
| Ánh sáng nhìn thấy | 0,38 μm → 0,76 μm ($3{,}8.10^{-7}$ m → $7{,}6.10^{-7}$ m) |
| Tia tử ngoại | 10 nm → 400 nm ($10^{-8}$ m → $4.10^{-7}$ m) |
| Tia X | 30 pm → 3 nm ($3.10^{-11}$ m → $3.10^{-9}$ m) |
| Tia gamma | $10^{-5}$ nm → 0,1 nm ($10^{-14}$ m → $10^{-10}$ m) |
Bước 3: Kết luận loại sóng điện từ
Bài tập mẫu:
Bài toán: Nêu loại sóng điện từ trong chân không ứng với mỗi bước sóng sau: a) 1 km b) 3 cm c) 5 μm d) 500 nm e) 50 nm g) $10^{-12}$ m
Lời giải chi tiết:
Câu a) λ = 1 km
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 1 \text{ km} = 1000 \text{ m} = 10^3 \text{ m}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Sóng vô tuyến có bước sóng từ 1 mm đến 100 km, tức là từ $10^{-3}$ m đến $10^5$ m.
- Ta thấy: $10^{-3}$ m < $10^3$ m < $10^5$ m
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 1 \text{ km} \rightarrow \textbf{Sóng vô tuyến}}$$
Câu b) λ = 3 cm
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 3 \text{ cm} = 0{,}03 \text{ m} = 3.10^{-2} \text{ m}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Sóng vi ba có bước sóng từ 1 mm đến 1 m, tức là từ $10^{-3}$ m đến 1 m.
- Ta thấy: $10^{-3}$ m < $3.10^{-2}$ m < 1 m
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 3 \text{ cm} \rightarrow \textbf{Sóng vi ba}}$$
Câu c) λ = 5 μm
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 5 \text{ μm} = 5.10^{-6} \text{ m}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Tia hồng ngoại có bước sóng từ 0,76 μm đến 1 mm, tức là từ $7{,}6.10^{-7}$ m đến $10^{-3}$ m.
- Ta thấy: $7{,}6.10^{-7}$ m < $5.10^{-6}$ m < $10^{-3}$ m
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 5 \text{ μm} \rightarrow \textbf{Tia hồng ngoại}}$$
Câu d) λ = 500 nm
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 500 \text{ nm} = 500.10^{-9} \text{ m} = 5.10^{-7} \text{ m}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,38 μm đến 0,76 μm, tức là từ $3{,}8.10^{-7}$ m đến $7{,}6.10^{-7}$ m.
- Ta thấy: $3{,}8.10^{-7}$ m < $5.10^{-7}$ m < $7{,}6.10^{-7}$ m
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 500 \text{ nm} \rightarrow \textbf{Ánh sáng nhìn thấy}}$$
Câu e) λ = 50 nm
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 50 \text{ nm} = 50.10^{-9} \text{ m} = 5.10^{-8} \text{ m}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Tia tử ngoại có bước sóng từ 10 nm đến 400 nm, tức là từ $10^{-8}$ m đến $4.10^{-7}$ m.
- Ta thấy: $10^{-8}$ m < $5.10^{-8}$ m < $4.10^{-7}$ m
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 50 \text{ nm} \rightarrow \textbf{Tia tử ngoại}}$$
Câu g) λ = 10⁻¹² m
Bước 1: Đổi đơn vị
$$\lambda = 10^{-12} \text{ m} = 1 \text{ pm (picômét)}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi
- Tia X có bước sóng từ 30 pm đến 3 nm, tức là từ $3.10^{-11}$ m đến $3.10^{-9}$ m.
- Tia gamma có bước sóng từ $10^{-5}$ nm đến 0,1 nm, tức là từ $10^{-14}$ m đến $10^{-10}$ m.
- Ta thấy: $10^{-14}$ m < $10^{-12}$ m < $10^{-10}$ m
Bước sóng $10^{-12}$ m nằm trong vùng chồng lấn giữa tia X và tia gamma. Tuy nhiên, theo SGK, bước sóng này được xếp vào tia X.
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{\lambda = 10^{-12} \text{ m} \rightarrow \textbf{Tia X}}$$
Tổng hợp đáp án:
| Bước sóng | Loại sóng điện từ |
|---|---|
| a) 1 km | Sóng vô tuyến |
| b) 3 cm | Sóng vi ba |
| c) 5 μm | Tia hồng ngoại |
| d) 500 nm | Ánh sáng nhìn thấy |
| e) 50 nm | Tia tử ngoại |
| g) $10^{-12}$ m | Tia X |
Dạng 3: Nhận biết loại sóng điện từ từ tần số cho trước
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định đơn vị tần số và đổi về Hz nếu cần
| Đơn vị | Quy đổi sang Hz |
|---|---|
| 1 kHz | $= 10^3$ Hz |
| 1 MHz | $= 10^6$ Hz |
| 1 GHz | $= 10^9$ Hz |
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi tần số
| Loại bức xạ | Phạm vi tần số (Hz) |
|---|---|
| Sóng vô tuyến | $3.10^3$ → $3.10^{11}$ |
| Sóng vi ba | $3.10^8$ → $3.10^{11}$ |
| Tia hồng ngoại | $3.10^{11}$ → $3{,}9.10^{14}$ |
| Ánh sáng nhìn thấy | $3{,}9.10^{14}$ → $7{,}9.10^{14}$ |
| Tia tử ngoại | $7{,}5.10^{14}$ → $3.10^{16}$ |
| Tia X | $10^{17}$ → $10^{19}$ |
Bước 3: Kết luận loại sóng điện từ
Bài tập mẫu:
Bài toán: Nêu loại sóng điện từ ứng với mỗi tần số sau: a) 200 kHz b) 100 MHz c) $5.10^{14}$ Hz d) $10^{18}$ Hz
Lời giải chi tiết:
Câu a) f = 200 kHz
Bước 1: Đổi đơn vị
$$f = 200 \text{ kHz} = 200.10^3 \text{ Hz} = 2.10^5 \text{ Hz}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi tần số
- Sóng vô tuyến có tần số từ $3.10^3$ Hz đến $3.10^{11}$ Hz.
- Ta thấy: $3.10^3$ Hz < $2.10^5$ Hz < $3.10^{11}$ Hz
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{f = 200 \text{ kHz} \rightarrow \textbf{Sóng vô tuyến}}$$
Câu b) f = 100 MHz
Bước 1: Đổi đơn vị
$$f = 100 \text{ MHz} = 100.10^6 \text{ Hz} = 10^8 \text{ Hz}$$
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi tần số
- Sóng vô tuyến có tần số từ $3.10^3$ Hz đến $3.10^{11}$ Hz.
- Ta thấy: $3.10^3$ Hz < $10^8$ Hz < $3.10^{11}$ Hz
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{f = 100 \text{ MHz} \rightarrow \textbf{Sóng vô tuyến}}$$
Câu c) f = 5.10¹⁴ Hz
Bước 1: Tần số đã cho ở đơn vị Hz, không cần đổi.
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi tần số
- Ánh sáng nhìn thấy có tần số từ $3{,}9.10^{14}$ Hz đến $7{,}9.10^{14}$ Hz.
- Ta thấy: $3{,}9.10^{14}$ Hz < $5.10^{14}$ Hz < $7{,}9.10^{14}$ Hz
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{f = 5.10^{14} \text{ Hz} \rightarrow \textbf{Ánh sáng nhìn thấy}}$$
Câu d) f = 10¹⁸ Hz
Bước 1: Tần số đã cho ở đơn vị Hz, không cần đổi.
Bước 2: So sánh với bảng phạm vi tần số
- Tia X có tần số từ $10^{17}$ Hz đến $10^{19}$ Hz.
- Ta thấy: $10^{17}$ Hz < $10^{18}$ Hz < $10^{19}$ Hz
Bước 3: Kết luận
$$\boxed{f = 10^{18} \text{ Hz} \rightarrow \textbf{Tia X}}$$
Tổng hợp đáp án:
| Tần số | Loại sóng điện từ |
|---|---|
| a) 200 kHz | Sóng vô tuyến |
| b) 100 MHz | Sóng vô tuyến |
| c) $5.10^{14}$ Hz | Ánh sáng nhìn thấy |
| d) $10^{18}$ Hz | Tia X |
Dạng 4: Câu hỏi lý thuyết về tính chất các loại bức xạ
Phương pháp giải:
Bước 1: Nắm vững tính chất đặc trưng của từng loại bức xạ
| Loại bức xạ | Tính chất đặc trưng cần nhớ |
|---|---|
| Tia hồng ngoại | Tác dụng nhiệt mạnh, mắt không nhìn thấy, do vật nóng phát ra, KHÔNG tác dụng lên mọi kính ảnh, KHÔNG có khả năng đâm xuyên mạnh |
| Tia tử ngoại | Tác dụng lên phim ảnh, kích thích phát quang, tác dụng sinh học, bị thủy tinh hấp thụ mạnh, có tác dụng nhiệt |
| Tia X | Khả năng đâm xuyên mạnh, được tạo ra khi electron nhanh đập vào kim loại có nguyên tử lượng lớn |
| Tia gamma | Bước sóng ngắn nhất trong thang sóng điện từ |
| Sóng vô tuyến | Sóng ngắn bị phản xạ mạnh nhất ở tầng điện li, sóng cực ngắn xuyên qua tầng điện li, sóng dài dùng trong thông tin dưới nước |
Bước 2: Phân tích từng phương án
- Đọc kỹ câu hỏi: hỏi phát biểu đúng hay không đúng
- So sánh từng phương án với kiến thức đã học
- Loại trừ các phương án sai
Bước 3: Chọn đáp án
Bài tập mẫu:
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Tia hồng ngoại do các vật bị nung nóng phát ra.
B. Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng lớn hơn 0,76 μm.
C. Tia hồng ngoại có tác dụng lên mọi kính ảnh.
D. Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt rất mạnh.
Lời giải chi tiết:
Phân tích từng phương án:
- Phương án A: “Tia hồng ngoại do các vật bị nung nóng phát ra.”
- Đúng. Mọi vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh đều phát ra tia hồng ngoại.
- Phương án B: “Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng lớn hơn 0,76 μm.”
- Đúng. Tia hồng ngoại có bước sóng từ 0,76 μm đến 1 mm.
- Phương án C: “Tia hồng ngoại có tác dụng lên mọi kính ảnh.”
- Sai. Tia hồng ngoại chỉ tác dụng lên một số loại kính ảnh đặc biệt (phim hồng ngoại), không tác dụng lên mọi kính ảnh thông thường.
- Phương án D: “Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt rất mạnh.”
- Đúng. Đây là tính chất đặc trưng nổi bật nhất của tia hồng ngoại.
Đáp án: C
Thầy Phạm Trần Quốc Anh
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn