Trả lời nhanh
Phát biểu đúng là: tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy (lớn hơn cả ánh sáng đỏ). Vì miền hồng ngoại nằm ngay phía ngoài đầu đỏ của quang phổ, bước sóng từ khoảng 760 nm đến cỡ 1 mm, nên tần số và năng lượng photon của nó nhỏ hơn ánh sáng đỏ.
Đề gốc có dạng “Chọn câu đúng. Tia hồng ngoại có … bước sóng lớn hơn so với ánh sáng …”. Dù phương án viết thế nào, chỉ cần nhớ một mốc: hồng ngoại có bước sóng lớn hơn ánh sáng đỏ, tức lớn hơn tất cả các màu nhìn thấy (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím). Mệnh đề nào so sánh hồng ngoại “lớn hơn” với ánh sáng nhìn thấy hoặc tử ngoại đều đúng; mệnh đề nói “nhỏ hơn” là sai.
Vị trí của tia hồng ngoại trong thang sóng điện từ
Sắp xếp theo bước sóng tăng dần: tia X → tử ngoại → ánh sáng nhìn thấy (tím đến đỏ) → hồng ngoại → sóng vô tuyến.
| Bức xạ | Bước sóng (xấp xỉ) |
|---|---|
| Tử ngoại | vài nm đến 380 nm |
| Ánh sáng nhìn thấy | 380 nm đến 760 nm |
| Hồng ngoại | 760 nm đến khoảng 1 mm |
Do c = λ·f nên bước sóng càng lớn thì tần số càng nhỏ. Vậy hồng ngoại có tần số nhỏ hơn ánh sáng đỏ, và năng lượng photon ε = hc/λ cũng nhỏ hơn.
Tính chất của tia hồng ngoại cần nhớ
- Mắt người không nhìn thấy.
- Bản chất là sóng điện từ, truyền được trong chân không với tốc độ c = 3·108 m/s.
- Tác dụng nổi bật là tác dụng nhiệt: vật hấp thụ hồng ngoại thì nóng lên.
- Do mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 K đều phát ra hồng ngoại; vật càng nóng phát càng mạnh.
- Gây hiệu ứng quang điện trong ở một số chất bán dẫn; tác dụng được lên một số loại phim ảnh chuyên dụng.
- Không bị lệch trong điện trường và từ trường (không mang điện).
Ứng dụng: điều khiển từ xa (TV, điều hòa), sấy khô và sưởi ấm, camera ảnh nhiệt, quan sát ban đêm, cảm biến chuyển động.
Loại trừ các phát biểu sai hay gặp
| Phát biểu | Đúng/Sai | Vì sao |
|---|---|---|
| Có bước sóng nhỏ hơn ánh sáng đỏ | Sai | Bước sóng nhỏ hơn ánh sáng đỏ là của ánh sáng cam, vàng… và tử ngoại, không phải hồng ngoại. |
| Có bước sóng lớn hơn ánh sáng nhìn thấy | Đúng | Hồng ngoại nằm ngoài đầu đỏ. |
| Chỉ do vật nóng trên 500 °C phát ra | Sai | Mọi vật trên 0 K đều phát; vật nóng chỉ phát mạnh hơn và thêm cả ánh sáng nhìn thấy. |
| Có khả năng ion hóa mạnh chất khí | Sai | Photon hồng ngoại năng lượng thấp; khả năng ion hóa là của tử ngoại, tia X. |
| Bị lệch trong từ trường | Sai | Là sóng điện từ, không mang điện. |
| Là bức xạ nhìn thấy được | Sai | Mắt chỉ thấy khoảng 380–760 nm. |
Mẹo nhớ và lỗi hay gặp
- “Hồng ngoại” = ngoài (phía dưới) màu đỏ → bước sóng dài hơn đỏ. “Tử ngoại” = ngoài màu tím → bước sóng ngắn hơn tím.
- Nhầm lẫn thường gặp: cho rằng chỉ có tia hồng ngoại mới gây nóng. Thực tế mọi bức xạ bị hấp thụ đều làm nóng vật, chỉ là hồng ngoại có tác dụng nhiệt nổi bật.
- Đừng nhầm “bước sóng lớn” với “năng lượng lớn”: bước sóng lớn thì năng lượng photon nhỏ.
Ví dụ tính toán (số liệu tự đặt)
Một bức xạ hồng ngoại có λ = 900 nm = 9·10-7 m. Tần số: f = c/λ = 3·108 / 9·10-7 ≈ 3,33·1014 Hz. Năng lượng photon: ε = hc/λ = 6,625·10-34·3·108 / 9·10-7 ≈ 2,21·10-19 J ≈ 1,38 eV, nhỏ hơn năng lượng photon ánh sáng đỏ.
Bài luyện tập
- Sắp xếp theo bước sóng tăng dần: tia hồng ngoại, ánh sáng lục, tia tử ngoại, ánh sáng đỏ.
Đáp án: tử ngoại < lục < đỏ < hồng ngoại. - Tính tần số của bức xạ hồng ngoại có bước sóng 1,5 μm.
Đáp án: f = 3·108 / 1,5·10-6 = 2·1014 Hz. - Vì sao camera ảnh nhiệt có thể “thấy” người trong bóng tối?
Đáp án: cơ thể người (khoảng 37 °C) phát hồng ngoại; camera thu bức xạ này và đổi thành hình ảnh theo cường độ bức xạ.
Câu hỏi thường gặp
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn hay nhỏ hơn ánh sáng đỏ?
Lớn hơn. Hồng ngoại nằm ngoài đầu đỏ của quang phổ, bước sóng từ khoảng 760 nm đến cỡ 1 mm.
Tia hồng ngoại có nhìn thấy bằng mắt thường không?
Không. Mắt người chỉ cảm nhận được bức xạ có bước sóng khoảng 380 nm đến 760 nm.
Tác dụng nổi bật nhất của tia hồng ngoại là gì?
Tác dụng nhiệt. Vật hấp thụ hồng ngoại sẽ nóng lên, nên nó được dùng để sấy, sưởi và trong camera ảnh nhiệt.
Tia hồng ngoại có bị lệch trong điện trường, từ trường không?
Không, vì nó là sóng điện từ, không mang điện tích.