Bài giảng vật lý : Quang phổ vạch part 1 pps

Bạn có biết Bạn có biết !! NNăăm 1911, dm 1911, dựựa vào kết quả thí nghiệm dùng hạt a vào kết quả thí nghiệm dùng hạt bắn phá các lá kim loại mỏng, nhà vật lý người bắn phá các lá kim loại mỏng, nhà vật lý người Anh Rutherford đã đề ra một mẫu nguyên tử như Anh Rutherford đã đề ra một mẫu nguyên tử như là một hành tinh : là một hành tinh : Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện tích Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện tích dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang điện tích âm chuyển động như hành tinh quay quanh điện tích âm chuyển động như hành tinh quay quanh mặt trờimặt trời. . Mẫu này sau này không thể giải thích được Mẫu này sau này không thể giải thích được tính tính bền vững của nguyên tửbền vững của nguyên tử và và vì sao hydro lại phát ra vì sao hydro lại phát ra quang phổ vạch.quang phổ vạch. Hai năm sau (1913), nhà Vật lý người Đan mạch Hai năm sau (1913), nhà Vật lý người Đan mạch Nieils Bohr đã bổ sung vào mẫu hành tinh và nhờ Nieils Bohr đã bổ sung vào mẫu hành tinh và nhờ đó khắc phục các nhược điểm nói trênđó khắc phục các nhược điểm nói trên  CÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂNCÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂN NIELS BOHR (1885-1962) Nhà vật lý Đan Mạch (Giải Nobel năm 1922) BALMER (1825-1898) Nhà vật lý Thụy Só RUTHERFORD (1871-1937) Nhà vật lý Anh (giải Nobel năm 1908) THUYẾT BOHR VÀ QUANG PHỔ HIDROTHUYẾT BOHR VÀ QUANG PHỔ HIDRO I. I. Mẫu nguyên tử BohrMẫu nguyên tử Bohr Nguyên tử có cấu tạo như là một hành tinh với hai Nguyên tử có cấu tạo như là một hành tinh với hai tiên đề:tiên đề: a) Tiên đề về trạng thái dừng.a) Tiên đề về trạng thái dừng. b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử.b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử. Hệ quảHệ quả: bán kính quỹ đạo của electron có giá trò hoàn toàn xác đònh: bán kính quỹ đạo của electron có giá trò hoàn toàn xác đònh II. II. Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hydrohydro Bình thường, electron của nguyên tử hidro ở tầng K (cơ bản) có năng Bình thường, electron của nguyên tử hidro ở tầng K (cơ bản) có năng lượng thấp nhấtlượng thấp nhất Khi nhận ánh sáng thích hợp, electron nhận năng lượng (bò kích Khi nhận ánh sáng thích hợp, electron nhận năng lượng (bò kích thích) sẽ nhảy từ tầng K (tầng cơ bản) lên một trong các tầng cao hơn thích) sẽ nhảy từ tầng K (tầng cơ bản) lên một trong các tầng cao hơn ( tùy trường hơp) : L, M, N ,O, P, ( tùy trường hơp) : L, M, N ,O, P, Sau một thời gian rất ngắn (10Sau một thời gian rất ngắn (10 88 s) electron sẽ chuyển xuống các tầng s) electron sẽ chuyển xuống các tầng thấp hơn và tùy trường hợp mà nó phát ra bức xạ thấp hơn và tùy trường hợp mà nó phát ra bức xạ thích hợp:thích hợp: * * Nếu electron từ tầng P, O, N, M xuống tầngNếu electron từ tầng P, O, N, M xuống tầng KK: có dãy Lyman.: có dãy Lyman. * * Nếu electron từ tầng P, O, N ,M xuống tầng LNếu electron từ tầng P, O, N ,M xuống tầng L: có dãy Balmer.: có dãy Balmer. •• * * Nếu electron từ tầng P, O, N xuống tầng MNếu electron từ tầng P, O, N xuống tầng M: có dãy Paschen.: có dãy Paschen. Lưu ýLưu ý: Trong một bình đựng khí hidro với mật độ hạt rất cao, : Trong một bình đựng khí hidro với mật độ hạt rất cao, mỗi hạt mỗi hạt phát ra một bức xạphát ra một bức xạ làm cho quang phổ vạch của khí hidro có đủ ba dãy làm cho quang phổ vạch của khí hidro có đủ ba dãy bức xạ bức xạ nói trên.nói trên. Tiên đề BohrTiên đề Bohr 2)2)Tiên đề về sự bức xạ và hấp thu năng lượng: Tiên đề về sự bức xạ và hấp thu năng lượng: Khi electron đang ở tầng thấp (nguyên tử có NL EKhi electron đang ở tầng thấp (nguyên tử có NL E nn thấp) mà hấp thu được một phôton có năng lượng thấp) mà hấp thu được một phôton có năng lượng bằng hf = Ebằng hf = E mm EE nn thì electron sẽ nhảy lên tầng cao thì electron sẽ nhảy lên tầng cao hơn (làm nguyên tử có NL cao hơn Ehơn (làm nguyên tử có NL cao hơn E mm ) ) Ngược lại khi electron nhảy từ tầng m xuống tầng n Ngược lại khi electron nhảy từ tầng m xuống tầng n thì nguyên tử có NL giảm khi đó nó phát ra một bức thì nguyên tử có NL giảm khi đó nó phát ra một bức xạ có tần số f tính bằng công thức: Exạ có tần số f tính bằng công thức: E mm –– EE nn = hf= hf Việc chuyển trạng thái của nguyên tử đó là sự Việc chuyển trạng thái của nguyên tử đó là sự nhảy của electron từ tầng này sang tầng khác.nhảy của electron từ tầng này sang tầng khác. Hệ quảHệ quả: bán kính quỹ đạo các tầng của electron có giá : bán kính quỹ đạo các tầng của electron có giá trò xác đònhtrò xác đònh 1)1)Tiên đề về trạng thái dừngTiên đề về trạng thái dừng:: Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác đònh ENguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác đònh E gọi là những trạng thái dừng. gọi là những trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ hoặc hấp thu năng lượng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ hoặc hấp thu năng lượng. Bán kính quỹ đạo: -Tầng K : r o = 5,3. 10 -11 (m) -Tầng L: 4 r o ; tầng M : 9 r o -Tầng N : 16 r o ; tầng O : 25 r o -Tầng P: 36 r o n m Khi nhận AS thích hợp electron bò kích thích sẽ nhảy từ tầng K lên một trong các tầng cao hơn: L,M,N,…. Khi electron nhảy từ tầng cao xuống tầng dưới ø sẽ phát ra bức xạ thích hợp + M N PO K GIẢI THÍCH SỰ HÌNH THÀNH QUANG PHỔ HIDRO Ở nguyên tử hidro, tầng càng cao thì năng lượng nguyên tử càng lớn. Bình thường, electron của nó ở tầng K (trạng thái cơ bản), làm cho hidro có năng lượng thấp nhất. L Sự chuyển trạng thái dừng của các electron + M N O K L - K L N P 1 2 3 6 _ Dãy Lyman được tạo thành khi các electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo K _ Dãy Balmer được tạo thành khi các electronø từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo L _ Dãy Paschen được tạo thành khi các electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M Sơ đồ năng lượng Balmer (Nhìn thấy) Paschen (hồng ngoại) Lyman (tử ngoại) a b g d M O 4 5 Trạng thái ion hóa Trang thái cơ bản Trạng thái ion hóa Quang Phổ Vạch hidro . CÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂNCÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂN NIELS BOHR (18 85 -19 62) Nhà vật lý Đan Mạch (Giải Nobel năm 19 22) BALMER (18 25 -18 98) Nhà vật lý Thụy Só RUTHERFORD (18 71- 1937) Nhà vật lý Anh (giải. hydro lại phát ra vì sao hydro lại phát ra quang phổ vạch .quang phổ vạch. Hai năm sau (19 13), nhà Vật lý người Đan mạch Hai năm sau (19 13), nhà Vật lý người Đan mạch Nieils Bohr đã bổ sung vào. hoặc hấp thu năng lượng. Bán kính quỹ đạo: -Tầng K : r o = 5,3. 10 -11 (m) -Tầng L: 4 r o ; tầng M : 9 r o -Tầng N : 16 r o ; tầng O : 25 r o -Tầng P: 36 r o n m Khi nhận AS thích hợp electron