- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô được giải thích như thế nào ? Mẫu nguyên tử Bo Năm 1913, khi vận dụng thuyết lượng tử để giải thích sự tạo thành quang phổ của nguyên tố đơn giản nhất là hiđrô, nhà vật lí Bo đã bổ sung vào mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho hai giả thuyết sau đây, về sau được gọi là các tiên đề của Bo. a) Tiên đề về trạng thái dừng Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ. Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên các trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian sống trung bình của nguyên tử trong các trạng thái kích thích rất ngắn (chỉ vào cỡ 10 *s). Sau đó nguyên tử chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn, và cuối cùng về trạng thái cơ bản. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định, gọi là các quỹ đạo dừng. Bo đã tìm được công thức tính bán kính của quỹ đạo dừng của êlectron trong nguyên tử hiđrô := noro (47.1)BO (Niels Bohr, 1885 – 1962, nhà vật lí người Đan Mạch, giải Nô-ben năm 1922)Năm 1911, dựa vào kết quả thí nghiệm dùng hạt a bắn phá các lá kim loại mỏng, Rơ-dơ-pho (Ernest Rutherford, 1871 – 1937, nhà vật lí người Anh, giải Nô-ben năm 1908) đã xây dựng một mẫu nguyên tử, gọi là mẩu hành tinh, có nội dung như sau : Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện dương, xung quanh hạt nhân có các ẻlectron mang điện âm chuyển động giống như các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời. Nhưng mẫu này đã không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và sự xuất hiện quang phổ vạch của nguyên tử.237 với n là số nguyên và r0 = 5.3.10-” m, gọi là bán kính Bo. Đó chính là bán kính của quỹ đạo electron, ứng với trạng thái cơ bản của nguyên tử. Người ta đặt tên cho các quỹ đạo dừng của electron ứng với n khác nhau như sau :n | 1 || 2 || 3 || 4 || 5 || 6. | Tên к 1 м | м | o | P. | b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tửKhi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phốfôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – En. E – Em = hf (47.2) (h là hằng số Plăng: n, m là những số nguyên).Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà háp thụ được một phôtôn có năng lượng hfđúng bằng hiệu Em – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng Ei lôn hon. Tiên đề này cho thấy, nếu một nguyên tử hấp thụ được một ph glượng hfđúng bằng hiệu Em – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao. Em (Hình 47.1). Điều này giải thích được sự đảo vạch quang phổ (Bài 39). Sự phát và hấp thụ phôtôn bởi nguyên tử được biểu diễn trên sơ đồ ở Hình 47.1, trong đó các đường nằm ngang, có ghi các kí hiệu En, Em ở bên cạnh, biểu diễn các trạng thái dừng của nguyên tử có năng lượng En, Em: các đường này gọi là các mức năng lượng. Sự chuyển mức năng lượng được biểu thị bằng mũi tên. Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng Em ứng với sự nhảy của el ừ quỹ đạo dừng có bán kính rn sang quỹ đạo dừng có bán kính rn và ngược lại.BAN-ME (Johann Jakob Balmer, 1825 – 1898, nhà vật lí người Thuỵ Sĩ)238 2. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrôa) Khi khảo sát thực nghiệm quang phổ của nguyên tử hiđrô, người ta thấy các vạch phát xạ của nguyên tử hiđrô sắp xếp thành các dãy khác nhau.Trong miền tử ngoại có một dãy, gọi là dãy Lai-man (Lyman). Dãy thứ hai, gọi là dãy Ban-me (Balmer), gồm các vạch nằm trong miền tử ngoại và một số vạch nằm trong miền ánh sáng nhìn thấy là: vạch đỏ H. (2 = 0,6563 um), vạch lam H (26 = 0,4861 um), vạch chàm H, (λ, = 0,4340 pum) và vạch tím Hg (28 = 04120um) (Hình 47.2). Trong miền hồng ngoại có dãy gọi là dãy Pa-sen (Paschen).b). Mẫu nguyên tử Bo giải thích được cấu trúc quang phổ vạch của hiđrô cả về định tính lẫn định lượng.Khi nhận được năng lượng kích thích, các nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái cơ bản E lên các trạng thái kích thích khác nhau, tức là êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng K (gần hạt nhân nhất) ra các quỹ đạo dừng ở phía ngoài. Khi chuyển về trạng thái cơ bản, các nguyên tử hiđrô sẽ phát ra các phôtôn (các bức xạ) có tần số khác nhau. Vì vậy quang phổ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch.Hình 47,2 Vị trí các vạch trong dãy Ban-me trên nền quang phổ liên tục.Trong một ống phóng điện, dù nhỏ, cũng có hàng tỉ tỉ nguyên tử khí: một số nguyên tử thì phát vạch quang phổ này, một số khác lại phát vạch khác. Nhờ đó cùng một lúc, ta thu được nhiều dãy vạch, mỗi dãy lại có nhiều vạch.Tính năng lượng của phôtôn ứng với vạch lam H.- کرر === حل ہسیر میری سے ح2۔۔۔2۔مر =ܓܝ ܓܝ ܓܝ ܓܝrܝ . . . ܓܝ ” very urgis for của hiđrô (vẽ phỏng chừng độ dài các bán kính). Dãy Lai-man được tạo thành khi êlectron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo K (Hình 47.3) : L → K ; M -> K ; N → K. Dãy Ban-me được tạo thành khi êlectron từ các quỹ đạo ở phía ngoài chuyển về quỹ đạo L: M-2 L (vạch đỏ H.); N → L (vạch lam H) ; O → L (vạch chàm H.) ; P-> L (vạch tím Hạ). Dãy Pa-sen được tạo thành khi êlectron từ các quỹ đạo ở phía ngoài chuyển về quỹ đạo M. Kết quả tính toán bước sóng của bốn vạch nhìn thấy H, Hạ, H, và H, của quang phổ vạch của hiđrô trùng hợp với các kết quả thực nghiệm.Sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tửhiđrô khi tạo thành các dãy quang phổ được biểu diễn trên Hình 47.4.F.ЕзL E2E K E. Llai – man Ban-me Pa-Senܩ ܐ qq SA S q S S STqqq Sqqq S SqqqqS S S qqq S SLLLLSS q SS qqSS S S SA SA SA S AASAAL LqL 4. ܚ- ܚ”ܧ e ܩ ܓܠܐܓܝܐܐ আr = ** *** –> — t rfirst te part tvir240 2. CÂU HÖ!1. Trình bày hai tiên đề của Bo.2.Mô tả quang phổ vạch của hiđrô và giải thích sự tạo thành các dãy quang phổBAI TÂP1.2.3.Trạng thái dừng của một nguyên tử là A. trạng thái đứng yên của nguyên tử. B. trạng thái chuyển động đều của nguyên tử. C. trạng thái trong đó mọiêlectron của nguyên tử đều không chuyển động đối với hạt nhân. D. O Ծ ܫܳ- ܩ trạng thái ݂ܐܚ- ܣܳ e định ہے۔ guyê .. 5 thể tồn tại Ở trạng thái dừng, nguyên tử A. không bức xạ và không hấp thụ năng lượng. B. không bức xạ, nhưng có thể hấp thụ năng lượng. C. không hấp thụ, nhưng có thể bức xạ năng lượng. D. Vẫn có thể hấp thụ và bức xạ năng lượng.Dãy Ban-meứng với sự chuyển êlectron từ quỹ đạo ở xa hạt nhân về quỹ đạo nà đây ? A. Quỹ đạo K. B. Quỹ đạo L. C. Quỹ đạo M. D. Quỹ đạo N.Bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất trong dãy Lai-man là 20 = 122 nm, của hai vạch H. H lần lượt là 24 = 0,656um và 22 = 0.486 um. Hãy tính bước sóng hai vạch tiếp theo trong dãy Lai-man và vạch đầu tiên trong dãy Pa-sen.241