Bước sóng là kiến thức vật lý mà chúng ta đã được tìm hiểu trong chương trình Vật lý lớp 12. Để giúp các sĩ tử chuẩn bị hành trang kiến thức đầy đủ, Palada.vn sẽ tổng hợp những nội dung kiến thức về khái niệm bước sóng là gì, ký hiệu, công thức tính bước sóng qua bài viết sau đây, cùng theo dõi nhé.
Tóm tắt
Bước sóng là gì?
Bước sóng là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm dao động với cùng pha hay khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng. Bước sóng ký hiệu bằng chữ Hy Lạp là lamda (λ).
Công thức tính bước sóng
Dưới đây là một số cách tính bước sóng thường được sử dụng mà bạn có thể tham khảo:
Công thức tính bước sóng qua chu kỳ
Chu kỳ là thời gian ngắn nhất mà một cấu trúc sóng được lặp lại tại một điểm, đơn vị là T.
Công thức tính bước sóng bằng chu kỳ:
- λ = v.T = v/f
Công thức tính bước sóng bằng tần số bước sóng
Tần số bước sóng ký hiệu là f, hay chính là số đỉnh sóng đi qua 1 điểm trong 1 đơn vị thời gian, nghịch đảo của chu kỳ sóng. Ta có công sức:
- λ = v/f
Công thức tính bước sóng trong quang hình
Sóng ánh sáng và một số loại sóng điện tử khi đi vào môi trường (không phải là chân không) thì bước sóng của nó sẽ giảm do vận tốc bị giảm, tuy tần số của sóng không đổi.
Trong nhiều môi trường truyền sáng, vận tốc giảm n lần với n chiết suất của môi trường. Ta có công thức:
- λ = λ0/n
Trong đó:
- λ0 là bước sóng trong MT chân không.
- Khi không được nói cụ thể, bước sóng của bức xạ điện từ sẽ được hiểu là bước sóng trong chân không.
Công thức tính bước sóng với sóng hạt
Nhà vật lý người Pháp Louis-Victor de Broglie đã chỉ ra rằng mọi hạt với động lượng p đều coi như một “chùm sóng”, còn gọi là sóng de Broglie, với bước sóng:
- λ = h/p
Trong đó:
- h: Hằng số Planck
Dựa trên công thức này, ta thấy được rằng bước sóng càng ngắn có năng lượng càng cao.
Các loại bước sóng ánh sáng mắt người có thể nhìn thấy
Trong phổ bức xạ điện tử, ánh sáng khả biến chỉ chiếm một phần rất nhỏ, nhưng nó lại là vùng tần số duy nhất khiến mắt người có thể phản ứng được. Trong vùng quang phổ mắt con người có thể thấy được, ánh sáng có bước sóng trong khoảng 380nm – 700 nm (chính là dải ánh sáng từ tím sang đỏ).
- Ánh sáng tím: bước sóng 380nm – 440nm
- Ánh sáng chàm: bước sóng 430nm – 460nm
- Ánh sáng lam: bước sóng 450nm – 510nm
- Ánh sáng lục : bước sóng 500nm – 575nm
- Ánh sáng vàng : bước sóng 570nm – 600nm
- Ánh sáng cam : bước sóng 590nm – 650nm
- Ánh sáng đỏ : bước sóng 640nm – 760nm
Đối với những bước sóng ánh sáng ngắn, nhỏ hơn 380nm, bên ngoài vùng ánh sáng tím như bước sóng của các tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia x hay bước sóng của sóng vô tuyến,… thì mắt chúng ta sẽ không nhìn được bởi nó có năng lượng cao. Đặc biệt, những bước sóng này còn gây hại đến mắt nếu như nhìn trực tiếp.
| Tên | Bước sóng | Tần số (Hz) | Đặc điểm |
| Tia gamma | ≤ 0,01 nm | ≥ 30 EHz | Phóng năng lượng của các điện tử lõi trong các nguyên tố nặng, kích thích, phân ly hạt nhân nguyên tử
Tạo ra cặp hạt phản hạt (với mức năng lượng rất cao) |
| Tia X | 0,01 nm – 10 nm | 30 EHz – 30 PHz | Kích thích và đẩy các điện tử trong lõi nguyên tử ra ngoài, hiệu ứng Compton |
| Tia tử ngoại | 10 nm – 380 nm | 30 PHz – 790 THz | Kích thích các điện tử hóa trị của nguyên tử và phân tử (hiệu ứng quang điện) |
| Ánh sáng nhìn thấy | 380 nm-700 nm | 790 THz – 430 THz | Kích thích phân tử electron, dao động plasma (trong kim loại) |
| Tia hồng ngoại | 700 nm – 1 mm | 430 THz – 300 GHz | Chuyển động phân tử, dao động plasma (trong kim loại) |
| Vi ba | 1 mm – 1 met | 300 GHz – 300 MHz | Dao động plasma quay phân tử |
| Radio | 1 mm – 100000 km | 300 GHz – 3 Hz | Tập hợp dao động của các sóng mang trong khối lượng cực lớn vật chất (dao động plasma). |
Bảng thông tin bước sóng ánh sáng ngắn
Vai trò của bước sóng trong thực tế
Đối với bước sóng có độ dài khác nhau sẽ có công suất khác nhau, dễ dàng thay đổi linh hoạt, phù hợp với yêu cầu của nhiều công việc.
Ví dụ như sử dụng tia laser với bước sóng cao 10,6 um hay 355 nm để khắc thủy tinh. Bởi vật liệu này có độ cứng cao và rất dễ vỡ.
Bước sóng có ảnh hưởng đến màu sắc mà con người cảm nhận được. Do đó người ta thường ứng dụng chúng cho các công việc như xây dựng, xưởng sản xuất,…để dễ dàng hình dung, cân đo, đong đếm cho hiệu quả tốt nhất.
Ví dụ: Máy đo khoảng cách hay máy cân bằng laser có bước sóng đỏ (630nm – 750nm) hay màu xanh lục (490nm – 570 nm) giúp các kỹ sư có thể định hướng không gian tốt hơn.
Sóng điện từ là gì? Các loại và ứng dụng của sóng điện từ
Tia tử ngoại là gì? Tính chất, đặc điểm, tác dụng tia tử ngoại
Trên đây là những thông tin tổng hợp về bước sóng là gì, ký hiệu và công thức tính bước sóng. Các bạn học sinh có thể thông qua những nội dung kiến thức tổng hợp này để áp dụng vào giải các bài tập Vật lý cũng như ứng dụng trong thực tế hiệu quả.
