Trả lời nhanh
Phát biểu “Tia hồng ngoại là sóng điện từ có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng đỏ” là SAI. Tia hồng ngoại có bước sóng từ khoảng 0,76 µm đến cỡ 1 mm, tức là lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ (khoảng 0,64–0,76 µm), nên nó nằm ở phía “sau” màu đỏ trong quang phổ và mắt thường không nhìn thấy.
Tên gọi “hồng ngoại” giúp nhớ ngay vị trí
“Hồng ngoại” nghĩa là ở ngoài vùng đỏ. Trong dải quang phổ nhìn thấy, màu đỏ có bước sóng dài nhất. Vùng “ngoài đỏ” phải có bước sóng dài hơn đỏ, chứ không thể ngắn hơn.
Ngược lại, “tử ngoại” là ở ngoài vùng tím, bước sóng ngắn hơn ánh sáng tím. Chỉ cần nhớ hai tên gọi này là xác định được thứ tự.
Bảng so sánh bước sóng các vùng gần ánh sáng nhìn thấy
| Loại bức xạ | Bước sóng (gần đúng) | So với ánh sáng nhìn thấy |
|---|---|---|
| Tia tử ngoại | khoảng 10-9 m đến 0,38 µm | nhỏ hơn bước sóng ánh sáng tím |
| Ánh sáng nhìn thấy | 0,38 µm đến 0,76 µm | tím ngắn nhất, đỏ dài nhất |
| Tia hồng ngoại | 0,76 µm đến cỡ 10-3 m | lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ |
Vì sao phát biểu trên sai?
- Hồng ngoại và ánh sáng nhìn thấy đều là sóng điện từ, chỉ khác nhau về tần số (bước sóng).
- Trong chân không, c = λ·f nên bước sóng càng lớn thì tần số càng nhỏ. Hồng ngoại có tần số nhỏ hơn ánh sáng đỏ.
- Năng lượng photon ε = hf cũng nhỏ hơn photon ánh sáng đỏ. Vì thế hồng ngoại không đủ “mạnh” để gây cảm giác màu ở mắt người.
Nếu đề bài thay “ánh sáng đỏ” bằng “ánh sáng tím” thì phát biểu vẫn sai, vì hồng ngoại dài hơn cả mọi ánh sáng nhìn thấy.
Phát biểu đúng cần nhớ về tia hồng ngoại
- Là sóng điện từ có bước sóng lớn hơn 0,76 µm, ngắn hơn sóng vô tuyến vi ba.
- Do mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0 K phát ra; vật nóng hơn phát mạnh hơn.
- Tác dụng nổi bật là tác dụng nhiệt. Ngoài ra còn gây hiệu ứng quang điện trong ở một số chất bán dẫn.
- Ứng dụng: sấy, sưởi, điều khiển từ xa, camera hồng ngoại, ảnh nhiệt, quan sát ban đêm.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm chiều tăng của bước sóng: tưởng “đỏ là cuối quang phổ nên nhỏ nhất”. Thực tế đỏ có bước sóng dài nhất trong vùng nhìn thấy, còn tần số thì nhỏ nhất.
- Nhầm hồng ngoại với tử ngoại: tử ngoại mới gây hại da, diệt khuẩn, làm phát quang; hồng ngoại chủ yếu là nhiệt.
- Cho rằng tia hồng ngoại nhìn thấy được: mắt người chỉ nhìn thấy khoảng 0,38–0,76 µm.
Mẹo nhớ nhanh
Thứ tự bước sóng tăng dần: tia gamma → tia X → tử ngoại → ánh sáng nhìn thấy (tím → đỏ) → hồng ngoại → sóng vô tuyến. Chỉ cần nhớ “hồng ngoại đứng ngay sau đỏ” là trả lời được mọi câu so sánh.
Bài luyện tập (tự đặt)
- Sắp xếp theo bước sóng tăng dần: tia X, tia hồng ngoại, ánh sáng lục, tia tử ngoại.
Đáp án: tia X < tia tử ngoại < ánh sáng lục < tia hồng ngoại. - Một bức xạ hồng ngoại có bước sóng 10 µm trong chân không. Tính tần số của nó.
Giải: f = c/λ = 3·108 / (10·10-6) = 3·1013 Hz, nhỏ hơn tần số ánh sáng đỏ (cỡ 4·1014 Hz). - Đúng hay sai: “Tia hồng ngoại có tần số lớn hơn tần số ánh sáng tím.”
Đáp án: Sai, vì bước sóng hồng ngoại lớn hơn nên tần số nhỏ hơn tần số ánh sáng tím.
Câu hỏi thường gặp
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn hay nhỏ hơn ánh sáng đỏ?
Lớn hơn. Tia hồng ngoại có bước sóng từ khoảng 0,76 µm đến cỡ 1 mm, còn ánh sáng đỏ chỉ khoảng 0,64–0,76 µm.
Tia hồng ngoại có nhìn thấy bằng mắt thường không?
Không. Mắt người chỉ cảm nhận được bức xạ có bước sóng khoảng 0,38–0,76 µm, còn hồng ngoại nằm ngoài vùng này.
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại, tia nào có tần số lớn hơn?
Tia tử ngoại có tần số lớn hơn vì bước sóng của nó ngắn hơn bước sóng hồng ngoại; f = c/λ.
Tia hồng ngoại có tác dụng nổi bật nào?
Tác dụng nhiệt. Vì vậy hồng ngoại được dùng để sấy, sưởi, chụp ảnh nhiệt và trong điều khiển từ xa.