25. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại
I. Phát hiện tia hồng ngoại và tia tử ngoại
Làm lại thí nghiệm về tán sắc ánh sáng và đặt một mối hàn H của một cặp nhiệt điện nhạy vào chỗ một màu nào đó trên quang phổ như hình minh họa, còn mối hàn H’ kia nhúng trong cốc nước đá đang tan.
Đưa mối hàn H từ đầu đỏ Đ đến đầu tím T của quang phổ, ta thấy kim điện kế cũng lệch. Điều đó chứng tỏ bức xạ Mặt Trời đã làm nóng mối hàn.
Đưa mối hàn H ra khỏi đầu Đ của quang phổ, tới điểm A thì kim của điện kế vẫn lệch nhiều hơn so với lúc ở Đ; đưa mối hàn ra khỏi đầu T, đến điểm B thì kim điện kế bị lệch ít hơn so với lúc ở T. Đặc biệt nếu thay màn M bằng một tấm bìa có phủ bột huỳnh quang (bột phủ bên trong các đèn ống), thì thấy ở phần màu tím và phần kéo dài của quang phổ khỏi màu tím, bột huỳnh quang phát sáng rất mạnh.
Vậy:
- Bức xạ (hay tia) hồng ngoại là bức xạ mà mắt không trông thấy và ở ngoài vùng màu đỏ của quang phổ.
- Bức xạ (hay tia) tử ngoại là bức xạ mà mắt không trông thấy và ở ngoài vùng màu tím của quang phổ.
II. Bản chất và tính chất chung của tia hồng ngoại và tia tử ngoại
1. Bản chất
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại có cùng bản chất với ánh sáng thông thường và đều là sóng điện từ.
2. Tính chất
Tia hồng ngoại và tia tử ngoại cũng tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng.
Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ, tia tử ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng tím.
III. Tia hồng ngoại
1. Cách tạo ra
Về lí thuyết, mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0 K đều phát ra tia hồng ngoại.
Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát bức xạ hồng ngoại ra môi trường. Nguồn hồng ngoại thông dụng là bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điôt hồng ngoại.
2. Tính chất và công dụng
Tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt, tác dụng hóa học. Tia hồng ngoại được ứng dụng để sưởi ấm, sấy khô, làm các bộ điều khiển từ xa, để quan sát, quay phim trong đêm, …
IV. Tia tử ngoại
1. Nguồn tia tử ngoại
Vật có nhiệt độ trên 2000oC thì phát được tia tử ngoại, nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật trải càng dài hơn về phía sóng ngắn.
2. Tính chất
- Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh.
- Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất.
- Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hoá học.
- Tia tử ngoại làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác.
- Tia tử ngoại có tác dụng sinh học: hủy diệt tế bào da (làm cháy nắng), tế bào võng mạc, diệt khuẩn, nấm mốc,...
- Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh... hấp thụ rất mạnh nhưng lại truyền qua được thạch anh.
3. Sự hấp thụ tia tử ngoại
Thủy tinh hấp thụ mạnh các tia tử ngoại. Thạch anh, nước và không khí đều trong suốt đối với các tia có bước sóng trên 200 nm, và hấp thụ mạnh các tia có bước sóng ngắn hơn.
Tầng ôzôn hấp thụ hầu hết các tia có bước sóng dưới 300 nm và là tấm áo giáp bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi tác dụng hủy diệt của các tia tử ngoại của Mặt Trời.
4. Công dụng
Trong y học, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng các dụng cụ phẫu thuật, để chữa một số bệnh như bệnh còi xương.
Trong công nghiệp thực phẩm, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng cho thực phẩm trước khi đóng gói.
Trong công nghiệp cơ khí, tia tử ngoại được sử dụng để tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại. Xoa một lớp dung dịch phát quang lên trên mặt vật cho ngấm vào kẽ nứt rồi chiếu tia tử ngoại vào, những chỗ ấy sẽ sáng lên.
