44 bài giảng vật lí 12 theo từng chuyên đề (25)

* Cấu tạo của máy quang phổ: Gồm 3 bộ phận chính: + ống chuẩn trực (C) : Gồm khe hẹp S và TKHT L 1 . (Khe S đặt tại tiêu điểm vật của TKHT L 1 ). + Lăng kính P. + Buồng ảnh: Gồm một TKHT L 2 và tấm kính ảnh F đặt tại tiêu diện của TK L 2 . P F L 2 O 2 0 1 S C Hoạt động : Nguyên tắc: Dựa trên hiện t ợng tán sắc ánh sáng của LK. + Chùm sáng phát ra từ nguồn J (Ta cần nghiên cứu) đ ợc rọi vào khe S của ống chuẩn trực thông qua TKHT L. Chùm tia sáng ló ra khỏi L 1 là một chùm tia song song. + Lăng kính P làm tán sắc chùm tia song song từ L 1 chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song. + Chùm tia ló ra khỏi LK P gồm nhiều chùm tia sáng đơn sắc song song lệch theo các ph ơng khác nhau, khi qua TK L 2 sẽ hội tụ và cho ảnh khác nhau trên kính ảnh F Hình ảnh quang phổ của nguồn J. p L L 1 L 2 J S F S 2 S 1 C * Chú ý : Nếu nguồn J là một nguồn sáng trắng thì quang phổ thu đ ợc là một dải màu liên tục biến đổi từ đỏ đến tím, gọi là quang phổ liên tục của ánh sáng trắng. 2. Định nghĩa quang phổ liên tục: Quang phổ liên tục là quang phổ gồm một dải sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím. Dải màu quang phổ liên tục 1. Quang phổ vạch phát xạ. a. Thí nghiệm: M á y q u a n g p h ổ Quang phổ vạch phát xạ của Na Nếu thay đèn Natri bằng đèn hơi Hiđrô. Quang phổ thu đ ợc có đặc điểm gì ? Quang phổ vạch phát xạ của H 2 Em có nhận xét gì về hình ảnh quang phổ của ánh sáng phát ra từ đèn Na ? Quang phổ của Na có một vạch sáng màu vàng (thực ra là hai vạch sáng nằm rất gần nhau). Quang phổ của H 2 gồm 4 vạch màu: Đỏ, lam, chàm, tím. Đ46 Quang phổ vạch Đèn Natri Đèn Hiđrô Em có nhận xét gì về hình ảnh quang phổ của ánh sáng phát ra từ đèn hơi Hiđrô? . b. Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ bao gồm một hệ thống những vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối . c. Nguồn phát: Khí hoặc hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích phát sáng sẽ phát ra quang phổ vạch phát xạ. L u ý : Kích thích cho chất khí phát sáng bằng cách đốt nóng hoặc phóng tia lửa điện qua đám khí. d. đặc điểm : Các nguyên tố khác nhau sẽ cho quang phổ vạch phát xạ khác nhau về số l ợng vạch, vị trí các vạch, màu sắc các vạch và c ờng độ sáng các vạch. Vậy quang phổ vạch phát xạ là gì? Qua các thí nghiệm trên em hãy rút ra đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ ? Nếu ta thay ngọn đèn Na hay H 2 bằng đèn hơi của các nguyên tố khác thì ta cũng thu đ ợc quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố đó. Những nguồn sáng nào có thể phát ra quang phổ vạch phát xạ ? VD : Quang phổ vạch của : + Natri (Na) có vạch sáng kép màu vàng ứng với = 0.5890àm và = 0.5896àm . + Hiđrô (H 2 ) có 4 vạch: H ( Vạch đỏ, = 0.6563 àm ) H ( Vạch lam, = 0.4861 àm ) H ( Vạch chàm, = 0.4340 àm ) H ( Vạch tím, = 0.4102 àm ) * Kết luận: Mỗi nguyên tố hoá học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng d ới áp suất thấp cho một quang phổ vạch riêng, đặc tr ng cho nguyên tố đó. Na H 2 e. ứng dụng: Dùng quang phổ vạch phát xạ, xác định thành phần hoá học, nồng độ các nguyên tố có trong hợp chất. 2. Quang phổ vạch hấp thụ. a. Thí nghiệm: Máy quang phổ Đèn dây tóc nóng sáng Quang phổ liên tục Vạch đen ở đúng vị trí vạch vàng trong quang phổ phát xạ của natri. Quang phổ vạch hấp thụ của Natri Với những đặc điểm trên, quang phổ vạch phát xạ đ ợc ứng dụng để xác định các thành phần hoá học và nồng độ các nguyên tố trong hợp chất. Một loại quang phổ vạch khác cũng do các chất khí hay hơi nóng sáng sinh ra - Đó là quang phổ vạch hấp thụ. Em hãy quan sát hình ảnh quang phổ khi đ a đèn hơi Na nóng sáng vào chắn chùm sáng của đèn dây tóc nóng sáng ? Đèn hơi Natri nóng sáng L u ý: Nếu thay hơi Natri bằng hơi Kali thì trên quang phổ liên tục xuất hiện những vạch tối ở đúng chỗ những vạch màu của quang phổ phát xạ của Kali (Quang phổ hấp thụ của Kali). b. Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống những vạch tối nằm trên nền quang phổ liên những vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục. tục. Em hãy định nghĩa quang phổ vạch hấp thụ ? Quang phổ của mặt trời ta thu đ ợc trên trái đất là quang phổ gì ? * Chú ý: Quang phổ của mặt trời ta thu đ ợc trên trái đất là quang phổ vạch hấp thụ của khí quyển. Dù Mặt trời vẫn là nguồn phát ra quang phổ liên tục, nh ng ánh sáng từ mặt trời đi qua lớp khí quyển đến TĐ cho ta quang phổ hấp thụ của khí quyển đó. Nếu thay đèn hơi Na bằng đèn hơi Kali thì sao? Hiện t ợng xẩy ra nh thế nào ? c. Điều kiện để thu đ ợc quang phổ vạch hấp thụ: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục. d. Hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ: * Thí nghiệm : Điều kiện để thu đ ợc quang phổ vạch hấp thụ là gì? Máy quang phổ Đèn dây tóc nóng sáng Một hiện t ợng đặc biệt liên quan giữa quang phổ vạch hấp thụ và quang phổ vạch phát xạ của cùng một nguyên tố - Hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ. Em hãy trình bày hiện t ợng em vừa quan sát đ ợc qua TN trên ? Đèn hơi Natri nóng sáng Đèn hơi Natri nóng sáng * Hiện t ợng: Trong thí nghiệm quang phổ vạch hấp thụ, nếu ta tắt nguồn sáng trắng (J) Các vạch màu đen của quang phổ vạch hấp thụ biến mất, và thấy xuất hiện các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ. Hiện t ợng này gọi là hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ. * Kết luận: ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc đó. e. ứng dụng: Dùng quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của nguyên tố đó trong các hỗn hợp hay hợp chất. Với những đặc điểm trên, quang phổ vạch hấp thụ có thể đ ợc ứng dụng để làm gì? Qua đó em có kết luận gì về khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng của một nguyên tố? [...]... phép phân tích quang phổ định lợng: Nó rất nhạy( có thể phát hiện nồng độ rất nhỏ, khoảng 0,002%) + Nhờ nó mà có thể biết đợc thành phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở rất xa (MTrời và các Sao) Tóm tắt những kiến thức trọng tâm của bài 1 Quang phổ vạch phát xạ + Định nghĩa: Là hệ thống các vạch màu trên nền tối + Nguồn phát: Khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng + Đặc điểm: Các nguyên... tích quang phổ + Định nghĩa: Là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ + Những tiện lợi của phép phân tích quang phổ: Đơn giản, nhanh, nhậy và Nghiên cứu đợc các vật ở xa . Gồm 3 bộ phận chính: + ống chuẩn trực (C) : Gồm khe hẹp S và TKHT L 1 . (Khe S đặt tại tiêu điểm vật của TKHT L 1 ). + Lăng kính P. + Buồng ảnh: Gồm một TKHT L 2 và tấm kính ảnh F đặt tại tiêu. tia đơn sắc song song. + Chùm tia ló ra khỏi LK P gồm nhiều chùm tia sáng đơn sắc song song lệch theo các ph ơng khác nhau, khi qua TK L 2 sẽ hội tụ và cho ảnh khác nhau trên kính ảnh F Hình. rất nhỏ, khoảng 0,002%). + Nhờ nó mà có thể biết đ ợc thành phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở rất xa (MTrời và các Sao). Thế nào là phép phân tích quang phổ? Phép phân tích quang phổ