WEBSITE bất vụ lợi - Vì lợi ích cộng đồng - Non-Profit Website for the benefit of Community Learning
|
Tuyển Tập Câu Hỏi Tự Luận Quang Học Câu 26 - 30
26. Vì sao có một số cá chết bị sóng biển hắt lên bờ lại phát quang trong đêm tối?
Con đôm đốm quen thuộc trong những đêm hè ở nông thôn nước ta là loại sinh vật có khả năng phát quang trong đêm tối. Nếu đom đốm chết, khả năng phát quang của nó cũng mất. Hiện tượng phát quang này liên quang đến quá trình sống của sinh vật. Đó là hiện tượng phát quang sinh vật. Nhưng những con cá chết trên bờ biển phát quang và những người đánh cá cho biết chúng không phát quang khi còn sống. Nhưng khi chúng đã chết, có một loại quang vi khuẩn bắt đầu sinh sống và phát triển trong cơ thể gần thối rữa của chúng làm cho ta tưởng cá phát quang. Chính do những quang vi khuẩn mà một số thịt, rau, xác người chết thối rữa cũng phát ánh sáng xanh. Cũng do vi khuẩn mà đôi khi mồ hôi, nước tiểu, những vết thương cũng phát ánh sáng xanh trong đêm tối. 27. Người ta làm thế nào để kim và chữ số ở mặt đồng hồ có thể phát sáng trong đêm tối? Một số tinh thể như tinh thể kẽm sunfua, kẽm silicat hoặc kẽm catmi có tính chất phát quang rất mạnh khi bị kích thích bằng ánh sáng có bước sóng ngắn như tia tử ngoại, tia X (tia rơnghen) v.v... Áp dụng hiện tượng trên, người ta phủ lên mặt kim và chữ số của đồng hồ một lớp kẽm sunfua hoặc kẽm catmi trộn lẫn một lượng rất nhỏ chất phóng xạ như muối rađi hoặc muối mêsôtôri. Nhờ tia phóng xạ (trong đó có tia γ bước sóng rất ngắn) kẽm sunfua bị kích thích và phát ánh sáng lục rất rõ trong đêm tối. Sau một thời gian chất phóng xạ rã hết, tia phóng xạ tắt, kim và chữ số đồng hồ cũng hết sáng. Lượng chất phóng xạ pha thêm phải rất nhỏ, dưới mức gây nguy hiểm. 28. Vì sao ánh sáng đèn ống lại tỏa ra từ lớp chất màu trắng phủ ở thành ống? Đèn ống thường dùng là đèn chứa hơi thuỷ ngân. Khi xảy ra hiện tượng phóng điện, hơi thuỷ ngân phát sáng và cho một quang phổ giàu tia tử ngoại. Những tia tử ngoại này sẽ bị thuỷ tinh hấp thụ gần hết, vả chăng chúng cũng không có tác dụng trong sự chiếu sáng. Phải làm thế nào để biến đổi tia tử ngoại này thành ánh sáng nhìn thấy. Người ta phủ kín mặt trong của ống bằng lớp chất huỳnh quang. Khi bị tia tử ngoại tác dụng chất này sẽ phát quang cho ánh sáng nhìn thấy. Do đó ta thấy ánh sáng đèn ống tỏa ra từ khắp bề mặt của ống. Hình vẽ giải thích sự phát sáng của đèn ống. 
2. Sự va chạm làm bật nguyên tử của thuỷ ngân ra khỏi quỹ đạo bình thường. Khi trở về quỹ đạo cũ nguyên tử phát xạ tử ngoại. 3. Bức xạ tử ngoại tác dụng vào chất huỳnh quang ở thành ống làm chất huỳnh quang phát ra ánh sáng nhìn thấy. Tuỳ theo chất huỳnh quang ta có thể thu được ánh sáng màu sắc khác nhau. Kẽm silicat phát quang màu lục. Cađimi-borat phát quang màu hồng. Cađimi-silicat phát quang màu đỏ. Magiê-tungxtat phát quang lam nhạt. Canxi-tungxtat phát quang lam. Màu sắc ánh sáng huỳnh quang còn có thể thay đổi nếu pha thêm một lượng nhỏ chất kích hoạt. Chẳng hạn kẽm-silicat kích hoạt bằng mangan sẽ cho màu huỳnh quang từ lục đến vàng nếu nồng độ mangan tăng dần. Người ta có thể pha trộn những chất huỳnh quang trên (theo nguyên tắc trộn màu ánh sáng) để được những đèn ống đủ loại màu sắc, kể cả màu trắng ứng với ánh sáng ban ngày. 29. Vì sao dây tóc đèn điện phải làm bằng than hoặc vonfram? Dây tóc nhờ dòng điện nung nóng sẽ bức xạ ánh sáng. Để làm dây tóc đèn cần chọn chất rắn nào bức xạ mạnh nhất khi nung nóng, đồng thời có điểm nóng chảy cao. Người ta thấy rằng, ở cùng một nhiệt độ nung, vật càng đen càng bức xạ mạnh ; vật đen tuyệt đối bức xạ mạnh nhất. Trong thực tế những vật đen tuyệt đối rất hiếm. Than, mồ hóng, bột bạch kim chỉ là những vật xám. Dùng những vật xám này làm dây tóc đèn cũng tốt. Khi chưa tìm được kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao như vonfram, tantali, ôtxmi... người ta đã dùng than làm dây tóc đèn điện. Nhược điểm của bóng đèn điện dây than là ở nhiệt độ cao quá 20000K, than sẽ bốc hơi mạnh và phủ đen bóng thuỷ tinh. Do đó, dùng than làm dây tóc, người ta chỉ chế tạo được loại bóng điện công suất nhỏ. Nhược điểm thứ hai là do nhiệt độ nung thấp, phần lớn năng lượng bức xạ ở vùng hồng ngoại. Đối với vật đen, phải nung tới 60000K mới có bứcc xạ mạnh nhất ở vùng vàng lục. Đó là trường hợp Mặt Trời. Đèn sợi than, có nhiệt độ cỡ 20000K chỉ cho ánh sáng ngả nhiều về màu đỏ. Những kim loại hoặc ôxyt kim loại thường có tính bức xạ lọc lựa. Đối với chúng, năng suất phát xạ (hoặc hấp thụ) phụ thuộc vào bước sóng. Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong các kim loại, khi nung nóng tới nhiệt độ 20000K nó có năng suất phát xạ ở vùng ánh sáng nhìn thấy lớn hơn ở vùng hồng ngoại nhiều. Ở cùng một nhiệt độ, bức xạ của vonfram tương đối ít đỏ hơn bức xạ của than (hoặc các vật xám). Vì những lý do đó, vonfram được dùng phổ biến làm dây tóc đèn điện hiện nay. 30. Vì sao dây tóc đèn điện phải quấn xoắn ốc? Hiệu suất của đèn điện dây tóc tăng theo nhiệt độ của dây tóc. Trong bóng đèn chân không điện năng tiêu thụ hầu như cân bằng với năng lượng bức xạ. Nhưng trong các bóng đèn có khí trơ thường dùng hiện nay, một phần quan trọng điện năng bị mất đi dưới dạng nhiệt do dòng đối lưu của chất khí trong ống. Theo Langmuya, một trong những những người phát minh đèn điện có khí trơ, thì sự mất mát nhiệt của sợi dây nung nóng tăng chủ yếu theo chiều dài và tăng rất ít theo đường kính nung nóng cuả nó. Quấn xoắn ốc dây tóc, đường kính nung nóng của nó dường như to ra cò chiều dài thì giảm đi. Người ta đã tính rằng, khi chiều dài của dây quấn xoắn ốc bằng 1/6 chiều dài khi dây duỗi thẳng, sự mất mát nhiệt do đối lưu giảm đi từ 10 đến 20%. Một điểm khác cũng quan trọng, là khi quấn dây tóc xoắn ốc, độ sáng của phần bên trong các vòng dây sáng gấp đôi độ sáng bên ngoài, vì ở bên trong, ngoài ánh sáng do chính sợi dây phát ra còn có ánh sáng phản xạ từ phần đối diện. Có thể nói phần bên trong các vòng dây bức xạ như một vật đen. Do đó hiệu suất phát sáng tăng lên. Để tăng hiệu suất thêm nữa, người ta còn quấn hai lần xoắn ốc. |
