Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.Tài liệu chất lắm các bạn ơi.
KHÓA HỌC NGÀY CHUYÊN ĐỀ - LẤY GỐC THẦN TỐC BUỔI LIVESTREAM 06: CHUYÊN ĐỀ LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG VÀ BÀI TẬP TRỌNG TÂM THẦY VŨ MẠNH HIẾU – GIÁO VIÊN LUYỆN THI LÝ TOÀN QUỐC A HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN THUYẾT LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – HIỆN TƯỢNG QUANG DẪN – HIỆN TƯỢNG PHÁT QUANG A LÝ THUYẾT I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN(NGOÀI) Khái niệm: Hiện tượng chiếu ánh sáng làm bật electron khỏi bề mặt kim loại gọi tượng quang điện (ngoài) Định luật giới hạn quang điện: Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước sóng λ ngắn giới hạn quang điệnλ0 kim loại gây tượng quang điện.(λ ≤ λ0 ) Thuyết lượng tử: a) Giả thuyết Plăng: Lượng lượng mà lần nguyên tử (phân tử) hấp thụ hay phát xạ có giá trị hồn tồn xác định hf, f tần số ánh sáng bị hấp thụ hay phát ra, h số b) Lượng tử lượng: ε= hf = hc Với h = 6,625.10-34 (J.s): gọi số Plăng c) Thuyết lượng tử ánh sáng - Chùm ánh sáng chùm hạt, hạt gọi phôtôn (lượng tử lượng) Năng lượng lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn) ε = hf = hc = mc2 ➢ Trong đó: h = 6,625.10-34 Js số Plăng c = 3.108m/s vận tốc ánh sáng chân khơng.; f, λ tần số, bước sóng ánh sáng (của xạ); m khối lượng photon ε phụ thuộc vào tần số ánh sáng, mà khơng phụ thuộc khoảng cách từ tới nguổn - Với ánh sáng đơn sắc, phôntôn giống nhau, phôtôn mang lượng ε = hf - Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 (m/s) - Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon nguồn phát đơn vị thời gian - Khi nguyên tử, phân tử hay electron phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn ❖ Chú ý : + Chùm sáng dù yếu chứa nhiều phôtôn, nên ta nhìn chùm sáng liên tục + Các phôton tồn trạng thái chuyển động, photon đứng n Giải thích định luật giới hạn quang điện: Theo Einstein, phôton bị hấp thụ truyền toàn lượng cho êlectron Năng lượng ε dùng để: - cung cấp cho êlectron cơng A để thắng lực liên kết với mạng tinh thể thóat khỏi bề mặt kim loại - Truyền cho động ban đầu Wđ0max - Truyền phần lượng cho mạng tinh thể Đối với êlectron nằm bề mặt kim loại động có giá trị cực đại khơng phần lượng cho mạng tinh thể Theo định luật bảo toàn lượng, ta có: ε = hf = At + Wđ0max hc hay = At + me v 20 max → Giải thích định luật 1: Để có tượng quang điện xảy ra, tức có êlectron bật khỏi kim loại, thì: hc hc ε ≥ At hay ≥ At λ ≤ hay λ ≤λ0 At với λ0 gọi giới hạn quang điện kim loại dùng làm Catot hc A= Cơng e khỏi kim loại : 0 Lưỡng tính song hạt ánh sáng: - Ánh sáng vừa có tính chất sóng, vừa có tính chất hạt Ta nói ánh sáng có lưỡng tính sóng - hạt - Trong tượng quang học, ánh sáng thường thể rỏ hai tính chất Khi tính chất sóng thể rỏ tính chất hạt lại mờ nhạt, ngược lại - Sóng điện từ có bước sóng ngắn, phơtơn có lượng lớn tính chất hạt thể rõ, tượng quang điện, khả đâm xun, khả phát quang…,còn tính chất sóng mờ nhạt - Trái lại sóng điện từ có bước sóng dài, phơtơn ứng với có lượng nhỏ, tính chất sóng lại thể rỏ tượng giao thoa, nhiễu xạ, tán sắc, …, tính chất hạt mờ nhạt II HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN TRONG Chất quang dẫn: hất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp Hiện tượng quang điện trong: Hiện tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lỗ trống tham gia vào trình dẫn điện, gọi tượng quang điện Chú ý: Năng lượng cần thiết cung cấp để xảy quang điện nhỏ quang điện Quang điện trở: - Là điện trở làm chất quang dẫn - Cấu tạo: Gồm sợi dây chất quang dẫn gắn đế cách điện - Điện trở quang điện trở thay đổi từ vào M không chiếu sáng xuống vài chục ôm chiếu sáng Pin quang điện: Pin quang điện nguồn điện quang biến đổi trực tiếp thành điện Hoạt động pin dựa tượng quang điện số chất bán dẫn (đồng ôxit, sêlen, silic, ) Suất điện động pin thường có giá trị từ 0,5 V đến 0,8 V Pin quang điện (pin mặt trời) trở thành nguồn cung cấp điện cho vùng sâu vùng xa, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ, máy đo ánh sáng, máy tính bỏ túi … So sánh tượng quang điện quang điện trong: Quang điện Quang điện → Quang dẫn Mẫu nghiên cứu Kim loại Chất bán dẫn Định nghĩa - Các electron bật khỏi bề mặt kim loại Xuất electron dẫn lỗ trống chuyển động lòng khối bán dẫn (Quang dẫn) Đặc điểm - Tất KL kiềm số KL kiềm thổ - Tất bán dẫn có λ0 nằm vùng có λ0 thuộc ánh sáng nhìn thấy, lại hồng ngoại nằm tử ngoại Ứng dụng - Tế bào quang điện ứng dụng Quang điện trở: Là linh kiện mà chiếu thiết bị tự động hóa máy đếm xung ánh sáng điện trở giảm đột ngột từ vài ánh sáng nghìn Ôm xuống vài Ôm Pin quang điện: Là nguồn điện chuyển hóa quang thành điện (QĐ tạo hạt dẫn, nhờ khuếch tán nên tạo lớp điện tích tạo thành nguồn điện) III HIỆN TƯỢNG QUANG – PHÁT QUANG I Hiện tượng quang–Phát quang Sự phát quang - Có số chất hấp thụ lượng dạng đó, có khả phát xạ điện từ miền ánh sáng nhìn thấy hấp thụ ánh sáng có bước sóng để phát ánh sáng có bước sóng khác → Các tượng gọi phát quang - Tính chất quan trọng phát quang kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng Huỳnh quang lân quang- So sánh tượng huỳnh quang lân quang: So sánh Hiện tượng huỳnh quang Hiện tượng lân quang Vật liệu phát quang Chất khí chất lỏng Chất rắn Rất ngắn, tắt nhanh sau tắt as Kéo dài khoảng thời gian sau Thời gian phát quang kích thích tắt as kích thích (vài phần ngàn giây đến vài giờ, tùy chất) As huỳnh quang ln có bước sóng Biển báo giao thông, đèn ống Đặc điểm - Ứng dụng dài as kích thích (năng lượng nhỏ hơn- tần số ngắn hơn) Định luật Xtốc phát quang (Đặc điểm ánh sáng huỳnh quang) Ánh sáng phát quang có bước sóng λhq dài bước sóng ánh sáng kích thích λkt: Εhq < εkt h.jhq < h.fkt λhq > λkt Ứng dụng tượng phát quang Sử dụng đèn ống để thắp sáng, hình dao động kí điện tử, tivi, máy tính Sử dụng sơn phát quang quét biển báo giao thông BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu Nếu môi trường, ta biết bước sóng lượng tử lượng ánh sáng (phơtơn) hf λ, chiết suất tuyệt đối mơi trường suốt c hf f c A B C D .f c c f Câu Khi nói thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai? A Nguyên tử hay phân tử vật chất không hấp thụ hay xạ ánh sáng cách liên tục mà thành phần riêng biệt, đứt quãng B Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử ánh sáng không bị thay đổi không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng C Năng lượng lượng tử ánh sáng đỏ lớn lượng lượng tử ánh sáng tím D Mỗi chùm sáng dù yếu chứa số lớn lượng tử ánh sáng Câu Giới hạn quang điện kim loại A Bước sóng dài xạ chiếu vào kim loại mà gây tượng quang điện B Bước sóng ngắn xạ chiếu vào kim loại mà gây tượng quang điện C Công nhỏ dùng để bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại D Cơng lớn dùng để bứt êlectron khỏi bề mặt kim loại Câu Trong thí nghiệm Hecxơ: chiếu chùm sáng phát từ hồ quang vào kẽm thấy electron bật khỏi kim loại Khi chắn chùm sáng hồ quang thủy tinh dày thấy khơng có electron bật nữa, điều chứng tỏ A ánh sáng phát từ hồ quang có bước sóng nhỏ giới hạn quang điện kẽm B thủy tinh hấp thụ tất ánh sáng phát từ hồ quang C kim loại tích điện dương mang điện dương D có ánh sáng thích hợp gây tượng quang điện Câu Nội dung chủ yếu thuyết lượng tử trực tiếp nói A phát xạ hấp thụ ánh sáng nguyên tử B tồn trạng thái dừng nguyên tử C cấu tạo nguyên tử phân tử D hình thành vạch quang phổ nguyên tử Câu Electron bật khỏi kim loại có ánh sáng chiếu vào A ánh sáng có bước sóng l xác định B vận tốc electron đến bề mặt kim lọai lớn vận tốc giới hạn kim loại C lượng phơtơn lớn cơng electron khỏi kim loại D lượng phơtơn ánh sáng lớn lượng electron Câu Thí nghiệm Herts tượng quang điện chứng tỏ: A Tấm thủy tinh khơng màu hấp thụ hồn tồn tia tử ngoại ánh sáng đèn hồ quang B Hiện tượng quang điện không xảy với kim loại nhiễm điện dương với ánh sáng kích thích C Ánh sáng nhìn thấy khơng gây tượng quang điện kim loại D Electron bị bứt khỏi kim loại có ánh sáng thích hợp chiếu vào Câu Chọn phát biểu sai A Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy B Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện C Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào D Nguyên tắc hoạt động tất tế bào quang điện dựa tượng quang dẫn Câu Hãy chọn câu Chiếu ánh sáng vàng vào mặt vật liệu thấy có êlectron bị bật Tấm vật liệu chắn phải A kim loại B kim loại kiềm C chất cách điện D chất hữu Câu 10 Phát biểu sau ? A Hiện tượng quang điện tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp B Hiện tượng quang điện tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại bị nung nóng C Hiện tượng quang điện tượng êlectron bị bứt khỏi kim loại đặt kim loại vào điện trường mạnh D Hiện tượng quang điện êlectron bị bứt khỏi kim loại nhúng kim loại vào dung dịch Câu 11 (TN2014) Theo quan điểm thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sau sai? A Các phôtôn ánh sáng đơn sắc mang lượng B Khi ánh sáng truyền xa, lượng phôtôn giảm dần C Phôtôn tồn trạng thái chuyển động D Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn Câu 12 Chọn câu Theo thuyết phôtôn Anh-xtanh, lượng : A phơtơn B phôtôn lượng tử lượng C giảm dần phôtôn xa dần nguồn sáng D phơton khơng phụ thuộc vào bước sóng Câu 13 (CĐ2009) Dùng thuyết lượng tử ánh sang không giải thích A tượng quang – phát quang B tượng giao thoa ánh sáng C nguyên tắc hoạt động pin quang điện D tượng quang điện E tồn trạng thái dừng nguyên tử hiđrô Câu 14 Chọn câu : Chiếu chùm tia hồng ngoại vào kẽm tích điện âm thì: A Điện tích âm kẽm B Tấm kẽm trung hòa điện C Điện tích kẽm khơng thay đổi D Tấm kẽm tích điện dương Câu 15 Chọn câu câu sau: A Hiện tượng quang điện chứng tỏ ánh sáng có tính chất hạt B Hiện quang điện chứng minh ánh sáng có tính chất sóng C Khi bước sóng dài lượng photon ứng với chúng có lượng lớn Câu 16 Chọn câu : Giới hạn quang điện tùy thuộc A Bản chất kim loại B Hiệu điện anod catod tế bào quang điện C Bước sóng ánh sáng chiếu vào catod D Điện trường anod catod Câu 17 Điều khẳng định sau khơng nói chất ánh sáng ? A Ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt B Ánh sáng có bước sóng ngắn tính chất hạt thể rõ nét C Khi tính chất hạt thể rõ nét, ta dễ quan sát tượng giao thoa ánh sáng D Khi bước sóng ánh sáng lớn tính chất sóng thể rõ nét Câu 18 Hiện tượng quang dẫn A tượng chất phát quang bị chiếu chùm electron B tượng chất bị nóng lên chiếu ánh sáng vào C tượng giảm điện trở chất bán dẫn chiếu ánh sáng vào D truyền sóng ánh sáng sợi cáp quang Câu 19 Chọn câu Chiếu chùm tia hồng ngoại vào kẽm tích điện âm A điện tích âm kẽm B kẽm trung hồ điện C điện tích kẽm khơng thay đổi D kẽm tích điện dương Câu 20 Linh kiện hoạt động dựa vào tượng quang điện ? A Tế bào quang điện B Quang điện trở C Đèn LED D Nhiệt điện trở Câu 21 Chọn câu trả lời không Các tượng liên quan đến tính chất lượng tử ánh sáng A tượng quang điện B phát quang chất C tượng tán sắc ánh sáng D tính đâm xuyên Câu 22 Chọn câu Cơng electron kim loại A lượng tối thiểu để ion hoá nguyên tử kim loại B lượng tối thiểu để bứt nguyên tử khỏi kim loại C lượng cần thiết để bứt electron tầng K nguyên tử kim loại D lượng phôtôn cung cấp cho nguyên tử kim loại Câu 23 Khi ánh sáng truyền đi, lượng tử lượng A không thay đổi, không phụ thuộc vào khoảng cách nguồn sáng xa hay gần B thay đổi, phụ thuộc khoảng cách nguồn sáng xa hay gần C thay đổi tuỳ theo ánh sáng truyền môi trường D không thay đổi ánh sáng truyền chân không Câu 24 Theo định nghĩa, tượng quang điện A tượng quang điện xảy bên khối kim loại B tượng quang điện xảy bên khối điện môi C nguyên nhân sinh tượng quang dẫn D giải phóng electron liên kết để chúng trở thành electron dẫn nhờ tác dụng xạ điện từ Câu 25 Nếu ánh sáng kích thích ánh sáng màu lam ánh sáng huỳnh quang ánh sáng ? A ánh sáng đỏ B ánh sáng lục C ánh sáng lam D ánh sáng chàm Hãy chọn câu Trong tượng quang – phát quang, hấp thụ hồn tồn phơtơn đưa đến A giải phóng electron tự B giải phóng electron liên kết C giải phóng cặp electron lỗ trống D phát phôtôn khác Câu 26 Hãy chọn câu xét phát quang chất lỏng chất rắn A Cả hai trường hợp phát quang huỳnh quang B Cả hai trường hợp phát quang lân quang C Sự phát quang chất lỏng huỳnh quang, chất rắn lân quang D Sự phát quang chất lỏng lân quang, chất rắn huỳnh quang Câu 27 Trong trường hợp có quang – phát quang? A Ta nhìn thấy màu xanh biển quang cáo lúc ban ngày B Ta nhìn thấy ánh sáng lục phát từ đầu cọc tiêu đường núi có ánh sáng đèn tơ chiếu vào C Ta nhìn thấy ánh sáng đèn đường D Ta nhìn thấy ánh sáng đỏ kính đỏ Câu 28 Sự phát xạ cảm ứng ? A Đó phát phơtơn ngun tử B Đó phát xạ nguyên tử trạng thái kích thích tác dụng điện từ trường có tần số C Đó phát xạ đồng thời hai nguyên tử có tương tác lẫn D Đó phát xạ nguyên tử trạng thái kích thích, hấp thụ thêm phơtơn có tần số Câu 29 Bút laze mà ta thường dùng để bảng thuộc loại laze nào? A Khí B Lỏng C Rắn D Bán dẫn Câu 30 Sự phát quang vật quang - phát quang ? A Tia lửa điện B Hồ quang C Bóng đèn ống D Bóng đèn pin Câu 31 Một chất có khả phát quang ánh sáng màu đỏ ánh sáng màu lục Nếu dùng tia tử ngoại để kích thích phát quang chất ánh sáng phát quang có màu ? A Màu đỏ B Màu vàng C Màu lục D Màu lam Câu 32 Trường hợp sau không với phát quang ? A Sự phát sáng bóng đèn dây tóc có dòng điện chạy qua B Sự phát sáng phơtpho bị ơxi hố khơng khí C Sự phát quang số chất chiếu sáng tia tử ngoại D Sự phát sáng đom đóm Câu 33 Một đặc điểm lân quang A ánh sáng lân quang ánh sáng màu xanh B xảy chất lỏng chất khí C có thời gian phát quang ngắn nhiều so với huỳnh quang D thời gian phát quang kéo dài từ 10-8s trở lên Câu 34 Thông tin sau nói huỳnh quang ? A Sự huỳnh quang phát quang ngắn, 10-8s B Trong huỳnh quang, ánh sáng phát quang kéo dài thời gian sau tắt ánh sáng kích thích C Sự phát quang thường xảy với chất rắn D Để có huỳnh quang khơng thiết phải có ánh sáng kích thích Câu 35 Trong phát quang, gọi λ1 λ2 bước sóng ánh sáng kích thích ánh sáng phát quang Kết luận sau đúng? A λ1 > λ2 B λ1 < λ2 C λ1 = λ2 D λ1 ≤ λ2 Câu 36 Sự phát sáng nguồn sáng phát quang? A Bóng đèn xe máy B Hòn than hồng C Đèn LED D Ngơi băng Câu 37 Một chất phát quang có khả phát ánh sáng màu vàng lục kích thích phát sáng Hỏi chiếu vào chất ánh sáng đơn sắc chất phát quang ? A Lục B Vàng C Da cam D Đỏ Câu 38 (CĐ2009) Gọi lượng phôtôn ánh sáng đỏ, ánh sáng lục ánh sáng tím εĐ, εL εT A εT > εL > εĐ B εT > εĐ > εL C εĐ > εL > εT D εL > εT > εĐ Câu 39 (CĐ2009) Khi chiếu vào chất lỏng ánh sáng chàm ánh sáng huỳnh quang phát khơng thể A ánh sáng tím B ánh sáng vàng C ánh sáng đỏ D ánh sáng lục Câu 40 (CĐ2010) Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai? A Ánh sáng tạo thành hạt gọi phôtôn B Năng lượng phôtôn ánh sáng nhau, không phụ thuộc tần số ánh sáng C Trong chân không, phôtôn bay dọc theo tia sáng với tốc độ c = 3.108 m/s D Phân tử, nguyên tử phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, có nghĩa chúng phát xạ hay hấp thụ phôtôn Câu 41 (CĐ2011) Theo thuyết lượng tử ánh sáng, để phát ánh sáng huỳnh quang, nguyên tử hay phân tử chất phát quang hấp thụ hoàn toàn photon ánh sáng kích thích có lượng ε để chuyển sang trạng thái kích thích, sau A giải phóng electron tự có lượng nhỏ ε có mát lượng B phát photon khác có lượng lớn ε có bổ sung lượng C giải phóng electron tự có lượng lớn ε có bổ sung lượng D phát photon khác có lượng nhỏ ε mát lượng Câu 42 (CĐ2011) Khi nói quang điện, phát biểu sau sai? A Pin quang điện hoạt động dựa tượng quang điện ngồi nhận lượng ánh sáng từ bên B Điện trở quang điện trở giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào C Chất quang dẫn chất dẫn điện không bị chiếu sáng trở thành chất dẫn điện tốt bị chiếu ánh sáng thích hợp D Cơng electron kim loại thường lớn lượng cần thiết để giải phóng electron liên kết chất bán dẫn Câu 43 (ĐH2013) Khi nói phôtôn, phát biểu đúng? A Năng lượng phơtơn lớn bước sóng ánh sáng ứng với phơtơn lớn B Phơtơn tồn trạng thái đứng yên C Với ánh sáng đơn sắc có tần số f xác định, phôtôn mang lượng D Năng lượng phơtơn ánh sáng tím nhỏ lượng phôtôn ánh sáng đỏ Câu 44 (ĐH2007) Phát biểu sai? A Điện trở quang trở giảm mạnh có ánh sáng thích hợp chiếu vào B Ngun tắc hoạt động tất tế bào quang điện dựa tượng quang dẫn C Trong pin quang điện, quang biến đổi trực tiếp thành điện D Có số tế bào quang điện hoạt động kích thích ánh sáng nhìn thấy Câu 45 (ĐH2010) Khi chiếu chùm tia tử ngoại vào ống nghiệm đựng dung dịch fluorexêin thấy dung dịch phát ánh sáng màu lục Đó tượng A phản xạ ánh sáng B quang - phát quang C hóa - phát quang D tán sắc ánh sáng 1B 16A 31B 2C 17C 32A 3A 18C 33D 4D 19C 34A 5A 20B 35B 6C 21A 36C BẢNG TRA ĐÁP ÁN 7D Đ 9B 10A 22A 23D 24D 25D 37A 38A 39A 40B 11D 26C 41D 12B 27B 42A 13B 28D 43C 14C 29D 44B 15A 30C 45B B MẪU NGUYÊN TỬ BO- TIA LA ZE ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ A LÝ THUYẾT I MẪU NGUN TỬ BO Mơ hình hành tinh nguyên tử: Rutherford đề xướng mẫu hành tinh nguyên tử a) Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford: Hạt nhân tâm nguyên tử, mang điện dương electron chuyển động quanh hạt nhân theo quỹ đạo tròn elip (giống hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời) Khối lượng nguyên tử tập trung hạt nhân Qhạt nhân= Q e b) Thiếu sót: Khi xạ phát quang phổ liên tục Tính bền vững ngun tử (Vì khơng rơi vào hạt nhân) c) Khắc phục: Mẫu nguyên tử Bo gồm: mơ hình hành tinh ngun tử hai tiên đề Bo Các tiên đề Bohr cấu tạo nguyên tử a) Tiên đề trạng thái dừng: Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng nguyên tử không xạ Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng Đối với nguyên tử hyđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỷ lệ thuận với bình phương số nguyên liên tiếp Cơng thức tính quỹ đạo dừng electron ngun tử hyđrô: Rn = n2.r0 với r0 = 0,53 A = 5.3.10-11 m gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K) n =1,2,3… Chú ý: - Năng lượng trạng thái dừng Hidro: En = ▪ ▪ 13 ,6 (eV) n2 - Bình thường nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp (gần hạt nhân nhất)-→ trạng thái ứng với n =1 Ở trạng thái nguyên tử không xạ mà hấp thụ - Khi hấp thụ lượng → quỹ đạo dừng có lượng cao hơn: trạng thái kích thích (n>1) - Các trạng thái kích thích có lượng cao ứng với bán kính quỹ đạo electron lớn trạng thái bền vững. Giải thích bền vững nguyên tử Ở trạng thái kích thích ngun tử xạ b) Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử Khi ngun phát phơton chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng cao (En ) trạng thái dừng có mức lượng thấp (Em )thì phát phơtơn có lượng hiệu En - Em : Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu En - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao En Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với nhảy electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn ngược lại Năng lượng phơton bị nguyên tử phát (hay hấp thụ ) có giá trị hc = En − Em ε = hfnm = nm Lượng tử số n Quang Bán kính: rn = n2r0 r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 Năng lượng trạng thái dừng 13 ,6 13 ,6 13 ,6 13 ,6 13 ,6 13 ,6 - - - - - - 13 ,6 Hidro: En = - (eV) n phổ phát xạ hấp thụ Hidro: - Khi electron chuyển từ mức lượng cao xuống mức lượng thấp phát phơtơn có lượng: hf = Ecao - Ethấp c - Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng có bước sóng λ = c/f ứng với vạch quang phổ phát xạ (có màu hay vị trí định) Điều lí giải quang phổ phát xạ hiđrô quang phổ vạch - Ngược lại, nguyên tử hidrô mức lượng thấp mà nằm vùng ánh sáng trắng hấp thụ phôtôn để chuyển lên mức lượng cao làm quang phổ liên tục xuất vạch tối (Quang phổ hấp thụ nguyên tử hidrô quang phổ vạch) → Kết luận: - Quang phổ Hidro quang phổ vạch (hấp thụ phát xạ) Trong quang phổ Hidro có vạch nằm vùng ánh sáng nhìn thấy: đỏ lam chàm tím - Nếu chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng (hay có tần số nào) phát bước sóng (hay tần số ấy) II SƠ LƯỢC VỀ LAZE Laze: a) Khái niệm: Là nguồn sáng phát chùm sáng có cường độ lớn dựa việc ứng dụng tượng phát xạ cảm ứng b) Đặc điểm: Tính đơn sắc cao, tính định hướng, tính kết hợp cao cường độ lớn Sự phát xạ cảm ứng: Nếu nguyên tử trạng thái kích thích, sẵn sàng phát phơtơn có lượng ε= hf, bắt gặp phơtơn có lượng ε' hf, bay lướt qua nó, ngun tử phát phơtơn ε Phơtơn ε có lượng bay phương với phơtơn ε' Ngồi ra, sóng điện từ ứng với phơtơn ε hồn tồn pha dao động mặt phẳng song song với mặt phẳng dao động sóng điện từ ứng với phơtơn ε' Các phơtơn ε ε’ : - có lượng, tức tần số tính đơn sắc cao - bay phương tính định hướng cao - ứng với sóng điện từ pha tính kết hợp cao - Ngồi ra, số phơtơn tăng theo cấp số nhân bay theo hướng lớn cường độ sáng lớn Cấu tạo laze: loại laze: Laze khí, laze rắn, laze bán dẫn Laze rubi: Gồm rubi hình trụ, hai mặt mài nhẵn vng góc với trục thanh, mặt mạ bạc mặt mạ lớp mỏng (bán mạ) cho 50% cường độ sáng truyền qua Ánh sáng đỏ rubi phát màu laze Ứng dụng laze: - Trong y học: Làm dao mổ, chữa số bệnh ngồi da - Trong thơng tin liên lạc: Liên lạc vô tuyến (vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh,…) truyền tin cáp quang - Trong công nghiệp: Khoan, cắt kim loại, compôzit - Trong trắc địa: Đo khoảng cách, ngắm đường BỔ TRỢ NÂNG CAO Chứng minh thiếu sót mẫu nguyên tử Rutherford: Khi electron chuyển động tròn quỹ đạo lực Coulomb đóng lực hướng tâm Đối với ngun tử Hydro thì: vai trò FCulơng = Fhướngtâm ke Fculông = r Với v2 F = m huongtâm r a) Động electron: Wđ= mv = Ke 2 r b) Thế electron chuyển động quỹ đạo: Wt = -FCoulomb.r = - Ke âm lực tương tác lực hút lực r mang giá trị dương Năng lượng electron chuyển động quỹ đạo: W = Wđ + Ke r đẩy Wt = + Xét điểm M khơng gian cách electronmột đoạn A Cường độ điện trường e electron gây M: EM = k a Nhược điểm 1: Do electron chuyển động xung quanh hạt nhân nên a thay đổi → Cường độ điện trường M thay đổi → phát sinh sóng điện từ → sóng mang theo lượng → lượng nguyên tử giảm → giảm → bán kính giảm → electron rơi vào hạt nhân Nhược điểm 2: bán kính quỹ đạo electron giảm liên tục → lượng nguyên tử giảm liên tục → sóng điện từ phát có tần số thay đổi liên tục → Hydro có quang phổ liên tục (thực tế có quang phổ vạch) Ứng dụng vào mẫu nguyên tử Bohr: thêm vào công thức bán kính rn = n2r0 với r0 = 5,3.10-11m a) Tính vận tốc electron quỹ đạo dừng n: Ta có: FCulơng = Fhướngtâm v= N.m ke ke 2,2.10 = = (m/s) với k = 9.109 ; e = -1,6.10-19 C 1eV = 1,6.10-19 J C mrn n m n r0 ( ) → Từ ta có: ▪ Mối liên hệ vận tốc lượng tử số n electron: v n1 = v n ▪ F n Mối liên hệ lực lượng tử số n electron = F1 n b) Động năng-thế lượng của electron chuyển động quỹ đạo dừng: N.m2 1 Ke 13,6 = eV với k = 9.10 ▪ Động năng: Wđ = mv n = ; e = -1,6.10-19 C C2 2 rn n ▪ Thế : Wt = − Ke 27 ,2 = − eV rn n Năng lượng electron chuyển động quỹ đạo: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu Muốn quang phổ vạch nguyên tử hiđrơ phát vạch phải kích thích ngun tử hiđrơ đến mức lượng 10 A M B N C O D P Câu Một đám khí hiđrơ chuyển từ trạng thái lên trạng thái dừng mà electron chuyển động quỹ đạo O Tính số vạch quang phổ tối đa mà nguyên tử phát chuyển trạng thái có lượng thấp A vạch B vạch C vạch D 10 vạch Câu Xét ngun tử hiđrơ nhận lượng kích thích, electron chuyển lên quỹ đạo N, electron trở quỹ đạo bên phát tối đa A phôtôn B phôtôn C phôtôn D phôtôn Câu Mẫu nguyên tử Bohr khác mẫu nguyên tử Rutherphord điểm ? A Mơ hình ngun tử có hạt nhân B Mơ hình ngun tử khơng có hạt nhân C Biểu thức lực hút hạt nhân êlectrơn D.Trạng thái có lượng ổn định Câu Thông tin sai nói quỹ đạo dừng ? A Quỹ đạo có bán kính r0 ứng với mức lượng thấp B Quỹ đạo M có bán kính 9r0 C Quỹ đạo O có bán kính 36r0 D Khơng có quỹ đạo có bán kính 8r0 Câu Trong nguyên tử hiđrô, ban đầu electron nằm quỹ đạo K(n = 1), nhảy lên quỹ đạo L(n=2) hấp thụ phơtơn có lượng A ε = E2 - E1 B ε = 2E2- E1 C ε = E2+E1 D ε = 4E2-E1 Câu Bình thường, ngun tử ln trạng thái dừng cho lượng có giá trị A cao B thấp C không D Câu (ĐH2014) Chùm ánh sáng laze không ứng dụng A truyền tin cáp quang B làm dao mổ y học C làm nguồn phát siêu âm D đầu đọc đĩa CD Câu Đặc điểm không với laze? A Có độ đơn sắc cao B Là chùm sáng có độ song song cao C Có mật độ công suất lớn D Các phôtôn thành phần tần số đôi ngược pha Câu 10 Đặc điểm sau không với laze? Câu 11 Tia laze khơng có đặc điểm đây? A Độ đơn sắc cao B Độ đính hướng cao C Cường độ lớn D Công suất lớn Câu 12 Trong nguyên tử Hiđrô, xét mức lượng từ K đến P có khả kích thích để êlêctrơn tăng bán kính quỹ đạo lên lần ? A B C D Câu 13 (ĐH2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hidrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K ngun tử phát phơton ứng với xạ có tần số f1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L nguyên tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số f2 Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số: ff A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 = f12 + f22 D f3 = f1 + f2 Câu 14 Vạch quang phổ có tần số nhỏ dãy Ban-me tần số f1 Vạch quang phổ có tần số nhỏ dãy Lai-man tần số f2 Vạch quang phổ dãy Lai-man sát với vạch có tần số f2 có tần số ff A f2 - f1 B f1 +f2 C f1.f2 D f1 + f2 11 Câu 15 Mức lượng En nguyên tử hiđrô xác định En =- E0 (trong n số nguyên dương, E0 n2 lượng ứng với trạng thái bản) Khi êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ ba quỹ đạo thứ hai ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng λ0 Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai quỹ đạo thứ bước sóng xạ phát 5 0 A B C λ0 D 0 15 27 Câu 16 Trong quang phổ nguyên tử Hidro, electron chuyển từ quỹ đạo dừng P, O, N, M quỹ đạo dừng L kết luận sau đúng: A Chênh lệch lượng hai mức quỹ đạo dừng P L nhỏ B Chênh lệch lượng hai mức quỹ đạo dừng N L nhỏ C Bước sóng photon phát electron chuyển từ quỹ đạo dừng P L nhỏ D Bước sóng photon phát electron chuyển từ quỹ đạo dừng M L nhỏ Câu 17 Theo tiên đề Bo, electron nguyên tử hidro chuyển từ quĩ đạo N sang quĩ đạo L nguyên tử phát photon có bước sóng λ42, electron chuyển từ quĩ đạo M sang quĩ đạo L nguyên tử phát photon có bước sóng λ32, electron chuyển từ quĩ đạo N sang quĩ đạo M ngun tử phát photon có bước sóng λ43 Biểu thức xác định λ43 là: A 43 = 42 32 B 43 = 42 32 C 43 = 32 42 D 43 = 32 42 42 − 32 32 − 42 32 − 42 42 + 32 Câu 18 Xét ba mức lượng EK < EL < EM nguyên tử Hiđro Cho biết E L- EK > EM -EL Xét ba vạch quang phổ ứng với ba chuyển mức sau: Vạch λLK ứng với chuyển EL →EK Vạch λML ứng với chuyển EM →EL, Vạch λMK ứng với chuyển EM →EK Hãy chọn cách xếp A λLK λMK C λMK λML Câu 19 Theo tiên đề trạng thái dừng Bo, phát biểu sau sai? A Bình thường, ngun tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi trạng thái B Ở trạng thái dừng, nguyên tử xạ êlectron chuyển động quanh hạt nhân C Ở trạng thái dừng , nguyên tử không xạ D Nguyên tử tồn trạng thái có lượng xác định gọi trạng thái dừng Câu 20 Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K êlectron nguyên tử hiđrô r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo O quỹ đạo M bán kính quỹ đạo giảm bớt : A 12r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0 Câu 21 Chọn câu trả lời Nguyên tử hiđrô trạng thái có lượng En (n > 1) có khả phát ra: A Tối đa n vạch phổ B Tối đa n – vạch phổ n(n − 1) C Tối đa n(n – 1) vạch phổ D Tối đa vạch phổ Câu 22 Một nguyên tử xạ phơtơn có lượng hf(f tần số, h số plăng) khơng thể hấp thụ lượng có giá trị bằng: hf A 2hf B 4hf C D 3hf Câu 23 Trong nguyên tử hiđrô, ban đầu electron nằm quỹ đạo K(n = 1), nhảy lên quỹ đạo L(n=2) hấp thụ phơtơn có lượng A ε = E2 - E1 B ε = 2E2 - E1 C ε = E2 + E1 D ε = 4E2 - E1 Câu 24 Tỉ số bán kính quỹ đạo L M e nguyên tử H2 là: A 2/3 B 4/9 C 3/2 D 9/4 Câu 25 Theo mẫu nguyên tử Bo nguyên tử hiđro, bán kính quỹ đạo dừng electron quỹ đạo rn = n2ro với ro = 5,3.10-11m bán kính Bo; n = 1, 2, 3…là số nguyên dương tương ứng với mức lượng trạng thái dừng nguyên tử Gọi v tốc độ electron quỹ đạo K, nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ 12 A v/ B 3v C v/9 Câu 26 (CĐ2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng nguyên tử A trạng thái trạng thái kích thích B trạng thái C trạng thái kích thích D trạng thái mà electron nguyên tử dừng chuyển động D v/3 BẢNG TRA ĐÁP ÁN 1A 2D 3D 4D 5C 6A 7B 8C 9D 10C 11D 12B 13A 14B 15 16C 17B 18C 19B 20D 21D 22C 23A 24B 25D 26C CHÚC TẤT CẢ CÁC EM ĐẬU ĐẠI HỌC ! 13 ... chất lỏng ánh sáng chàm ánh sáng huỳnh quang phát khơng thể A ánh sáng tím B ánh sáng vàng C ánh sáng đỏ D ánh sáng lục Câu 40 (CĐ2010) Theo thuyết lượng tử ánh sáng, phát biểu sai? A Ánh sáng tạo... sáng không bị thay đổi không phụ thuộc khoảng cách tới nguồn sáng C Năng lượng lượng tử ánh sáng đỏ lớn lượng lượng tử ánh sáng tím D Mỗi chùm sáng dù yếu chứa số lớn lượng tử ánh sáng Câu Giới hạn... dẫn nhờ tác dụng xạ điện từ Câu 25 Nếu ánh sáng kích thích ánh sáng màu lam ánh sáng huỳnh quang ánh sáng ? A ánh sáng đỏ B ánh sáng lục C ánh sáng lam D ánh sáng chàm Hãy chọn câu Trong tượng quang