Bước sóng và năng lượng

Trong nội dung bài Đột biến, khi giảng về các nhân tố vật lí gây đột biến, thầy luôn gặp khó khăn khi phải ngồi giải thích lại về bước sóng cho các bạn hiểu. Thôi thì giải thích trước ở đây để tiện cho việc tra cứu của các bạn. 

I. Bước sóng là gì?

Khi chúng ta quăng một hòn đá vào nước, mặt nước sẽ gợn sóng (concentric), như thế này:

Mặt nước gợn sóng khi có vật rơi xuống

Trong các gợn sóng, gồm sóng nhô lên và sóng lõm xuống. Khoảng cách giữa 2 gợn sóng cùng loại liên tiếp (nhô lên hoặc lõm xuống) được gọi là bước sóng. Đây là những sóng vĩ mô và chúng ta nhìn thấy rõ các bước sóng. Có những hiện tượng sóng mà chúng ta không thấy được bằng mắt thường. Vì dụ: sóng ánh sáng, thường được đo bằng đơn vị nanometer.

Trong những trường hợp phức tạp hơn, ta có những mô tả phức tạp hơn, nhưng lại không nằm trong phạm vi thầy phải giải thích ^_^.

II. Bước sóng và năng lượng:

Chúng ta biết rằng, khi quăng một hòn đá xuống mặt hồ, hòn đá đã bị nước cản lại trước khi rơi xuống đến đáy hồ. Lực cản hòn đá do sức căng mặt ngoài của mặt nước gây nên. Theo định luật 3 Newton, sức căng bề mặt của nước tác dụng vào hòn đá, có nghĩa là hòn đá cũng tác dụng lại mặt nước một lực. Lực này sinh công, tức là truyền năng lượng cho các phân tử nước —> làm cho các phân tử nước chuyển động. Lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng trong cả khối nước kéo nhóm phân tử nước đang chuyển động sau khi nhận năng lượng từ hòn đá kia trở về với “anh em”. Điều này gây nên sự dao động. Dao động này lan truyền đến các phân tử nước lân cận, cứ thế gây nên những dao động trên mặt hồ, lan dần đồng tâm ra khắp mặt hồ. Điều này có nghĩa là năng lượng đã lan truyền trên khắp mặt hồ.

Chúng ta nói đến kết cục khi những sóng dao động này va vào thành hồ. Năng lượng lan truyền thông qua dao động của các phân tử trên bề mặt nước đến va đập và truyền năng lượng vào thành hồ. Nhưng thành hồ rắn, nên lại theo định luật 3 Newton, “đáp trả” năng lượng về các phân tử nước, gây nên những sóng ngược chiều —> mặt nước dao động mạnh hơn.

Năng lượng của sóng càng cao (hòn đá càng bự), năng lượng sóng va đập vào thành hồ càng lớn, thì sóng ngược cũng có năng lượng lớn –> mặt nước dao động càng mạnh, có thể dẫn đến hỗn loạn. Có nghĩa là, năng lượng của sóng càng lớn thì sức công phá càng mạnh.

Bây giờ mình nói đến liên quan giữa bước sóng với năng lượng của sóng. Rõ ràng trong ví dụ trên, mỗi bước sóng của dao động sẽ mang một lượng năng lượng. Chúng ta thử so sánh giữa hai hiện tượng:

  1. bước sóng ngắn.
  2. bước sóng dài.

Trường hợp nào có năng lượng cao hơn?

Với trường hợp bước sóng ngắn, tần số (số lần) va đập cao hơn trường hợp bước sóng dài –> năng lượng truyền đến vật bị va đập cao hơn.

Ví dụ: giả sử mỗi bước sóng có năng lượng là 5kcal.

  • Với bước sóng ngắn, giả sử bình quân 1 giây có 5 bước sóng va đập đến. Thì tổng năng lượng sóng truyền đến vật nhận trong 1 giây là: 5 kcal + 5 kcal + 5 kcal + 5 kcal + 5 kcal = 25 kcal.
  • Với bươc sóng dài, giả sử bình quân 1 giây có 2 bước sóng va đập đến. Thì tổng năng lượng sóng truyền đến vật nhận trong 1 giây là: 5 kcal + 5 kcal = 10 kcal.

Câu hỏi là, trường hợp nào năng lượng sẽ cao hơn? Tát liên tục 20 cái trong 5 giây và 5 giây tát một lần, trường hợp nào mỏ phù nhiều hơn? ^_^

Kết luận: Với cùng mức năng lượng, ánh sáng có bước sóng càng ngắn sẽ mang năng lượng càng cao.

Điều này sẽ được thầy vận dụng trong bài giảng trên lớp về các nhân tố gây đột biến.

Các bạn có hiểu bài không?

Tác giả: Trần Ngô Định Công

- Giáo viên Sinh học.

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s