Nhận biết (M1)

Đánh giá các nhận định vật lí lượng tử sau đây khi so sánh máy diệt khuẩn UV-C với phương pháp đun sôi nước truyền thống (dùng nhiệt năng từ tia hồng ngoại). Những nhận định nào là chuẩn xác?

• A.

  Bức xạ cực tím có bước sóng ngắn nên một hạt photon của nó chứa nhiều năng lượng hơn một hạt photon tia hồng ngoại của bếp đun.

• B.
  Dưới ánh sáng cực tím, mỗi phân tử DNA của vi khuẩn có thể hấp thụ cùng lúc hạt photon cực tím để bắt đầu đứt gãy.
• C.

  Thay một bóng đèn UV có công suất lớn hơn nghĩa là ta đang bắn nhiều hạt photon hơn vào dòng nước trong mỗi giây.

• D.

  Các photon tia cực tím có khối lượng nghỉ khá lớn nên khi đập vào tế bào vi khuẩn chúng sẽ nằm mắc kẹt bên trong đó mãi mãi.

Giải thích đáp án:

(1) Đúng. Công thức lượng tử , bước sóng UV-C rất ngắn nên photon chứa năng lượng khổng lồ. Bếp hồng ngoại có dài, photon năng lượng thấp nên không bẻ gãy được phân tử ngay lập tức mà chỉ tạo ra nhiệt lượng.

(2) Sai. Theo thuyết lượng tử, hạt ánh sáng là nguyên vẹn. Không bao giờ tồn tại hiện tượng hấp thụ nửa hạt photon.

(3) Đúng. Công suất tỉ lệ thuận với số lượng photon. Sáng mạnh hơn tương đương bắn nhiều “viên đạn” photon hơn.

(4) Sai. Mọi hạt photon đều có khối lượng nghỉ bằng . Khi hấp thụ, năng lượng của nó bị chuyển hóa để bẻ gãy liên kết hóa học, hạt photon tự biến mất, không có chuyện mắc kẹt nằm yên.