Trả lời nhanh
Trong chân không, bước sóng giảm dần theo thứ tự: sóng vô tuyến → tia hồng ngoại → ánh sáng nhìn thấy (đỏ đến tím) → tia tử ngoại → tia X (Rơn-ghen) → tia gamma. Vì c = λf nên bước sóng càng ngắn thì tần số và năng lượng photon càng lớn. Với đề chỉ có bốn bức xạ hồng ngoại, ánh sáng tím, tử ngoại, tia X thì thứ tự đúng là: hồng ngoại, ánh sáng tím, tử ngoại, tia X.
Thang sóng điện từ theo bước sóng giảm dần
Mọi bức xạ điện từ đều lan truyền trong chân không với cùng tốc độ c = 3.108 m/s. Chúng chỉ khác nhau ở bước sóng λ (hoặc tần số f), liên hệ qua công thức λ = c/f.
| Bức xạ | Bước sóng gần đúng (chân không) |
|---|---|
| Sóng vô tuyến | từ khoảng vài milimét trở lên |
| Tia hồng ngoại | từ khoảng 760 nm đến vài milimét |
| Ánh sáng nhìn thấy | khoảng 380 nm đến 760 nm (đỏ dài nhất, tím ngắn nhất) |
| Tia tử ngoại | từ khoảng vài nanômét đến 380 nm |
| Tia X (Rơn-ghen) | khoảng 10-11 m đến 10-8 m |
| Tia gamma | dưới khoảng 10-11 m |
Các mốc ranh giới chỉ mang tính gần đúng và có chỗ chồng lấn giữa hai miền kề nhau. Để làm trắc nghiệm, em chỉ cần nhớ đúng thứ tự các miền.
Cách làm bài dạng “sắp xếp theo bước sóng”
- Đặt từng bức xạ vào đúng miền trong thang sóng điện từ.
- Xác định chiều: đề hỏi giảm dần (dài → ngắn) hay tăng dần (ngắn → dài).
- Đọc thứ tự từ phía sóng vô tuyến sang phía tia gamma nếu hỏi giảm dần, ngược lại nếu hỏi tăng dần.
- Đối chiếu với các phương án và loại phương án sai thứ tự.
Mẹo nhớ: đọc “Vô – Hồng – Khả (nhìn thấy) – Tử – X – Gamma”. Bước sóng giảm dần theo chiều đọc, còn tần số và năng lượng tăng dần.
Ví dụ: sắp xếp bốn bức xạ
Giả sử đề cho bốn bức xạ: tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia Rơn-ghen. Em làm như sau.
- Hồng ngoại có bước sóng dài hơn ánh sáng đỏ, nên dài hơn mọi màu nhìn thấy, kể cả ánh sáng tím.
- Ánh sáng tím (khoảng 0,38–0,45 μm) dài hơn tia tử ngoại, vì tử ngoại nằm ngay sau miền tím.
- Tia tử ngoại dài hơn tia Rơn-ghen.
Vậy thứ tự giảm dần là: hồng ngoại → ánh sáng tím → tử ngoại → tia Rơn-ghen. Phương án nào đặt tia Rơn-ghen hoặc tử ngoại đứng trước ánh sáng tím, hay đặt hồng ngoại sau ánh sáng tím, đều sai.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm giữa bước sóng và tần số. Thứ tự tần số là ngược lại hoàn toàn. Đọc kỹ chữ “giảm dần” hay “tăng dần”.
- Cho rằng ánh sáng tím có bước sóng dài hơn ánh sáng đỏ. Thực tế đỏ dài nhất (khoảng 760 nm), tím ngắn nhất (khoảng 380 nm).
- Quên rằng tia hồng ngoại nằm ngoài miền nhìn thấy. Nó dài hơn đỏ, không nằm giữa đỏ và tím.
- Nhầm tia X với tia tử ngoại. Tia X có bước sóng ngắn hơn tử ngoại nhiều.
Bài luyện tập
- Sắp xếp theo bước sóng tăng dần: sóng vô tuyến, ánh sáng đỏ, tia tử ngoại, tia gamma.
Đáp án: tia gamma → tia tử ngoại → ánh sáng đỏ → sóng vô tuyến. - Sắp xếp theo bước sóng giảm dần các ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục, tím.
Đáp án: đỏ → vàng → lục → tím. - Một bức xạ có tần số 6.1014 Hz. Tính bước sóng trong chân không và cho biết thuộc miền nào.
Đáp án: λ = c/f = 3.108 / 6.1014 = 5.10-7 m = 500 nm, nằm trong miền ánh sáng nhìn thấy (màu lục).
Câu hỏi thường gặp
Tia nào có bước sóng dài nhất trong thang sóng điện từ?
Sóng vô tuyến có bước sóng dài nhất, còn tia gamma có bước sóng ngắn nhất.
Vì sao bước sóng giảm thì năng lượng photon tăng?
Năng lượng photon ε = hf = hc/λ. Bước sóng λ càng nhỏ thì năng lượng ε càng lớn.
Trong ánh sáng nhìn thấy, màu nào có bước sóng dài nhất?
Màu đỏ có bước sóng dài nhất (khoảng 760 nm) và màu tím có bước sóng ngắn nhất (khoảng 380 nm).
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại, tia nào có bước sóng lớn hơn?
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn tia tử ngoại vì nó nằm ở phía bước sóng dài của miền ánh sáng nhìn thấy.