(Sáng kiến kinh nghiệm) nguyên tử hidro

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ LỢI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “NGUYÊN TỬ HIĐRO” Họ tên: Nguyễn Văn Bảy Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lí THANH HĨA NĂM 2017 Mục lục Nội dung 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu 1.3.Đối tượng nghiên cứu 1.4.Phương pháp nghiên cứu 1.5.Giới hạn đề tài 1.6.Những điểm sáng kiến 2.NỘI DUNG 2.1.Cơ sở lý thuyết 2.2.Thực trạng vấn đề 2.3.Vận dụng quy luật định luật vật lí cho mẫu nguyên tử Hiđro ion tượng tự Hiđro dựa Lý thuyết Bohr 2.4.Hiệu sáng kiến mang lại 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: 3.2.Kiến nghị Tài liệu tham khảo Trang 1 1 1 1-4 4-16 16 17 17 18 Đề tài: “NGUYÊN TỬ HIDRO” 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài Khi tìm hiểu cơng tác giảng dạy học tập vật lí THPT hầu hết Thầy giáo trang bị cho em kiến thức phần nguyên tử đặc biệt nguyên tử H mức độ sơ sài, chung chung việc nắm kiến thức em phần không đầy đủ chí cịn mơ hồ Nhằm mục đích có tài liệu đầy đủ phục vụ cho công tác giảng dạy học tập Nguyên tử Hidro xây dựng đề tài “Nguyên tử Hidro” từ đề tài khơng Thầy giáo, giáo chủ động công tác giảng dạy mà em học sinh hoàn toàn chủ động học tập Nguyên tử Hidro 1.2.Mục đích nghiên cứu Giúp Thầy giáo em em học sinh có tài liệu hoàn chỉnh Nguyên tử Hidro phục phụ cho công việc giảng dạy học tập 1.3.Đối tượng nghiên cứu Nguyên tử Hidro 1.4.Phương pháp nghiên cứu Phân tích tổng hợp dựa tri thức khoa học công nhận 1.5.Giới hạn đề tài Xét nguyên tử Hidro theo quan điểm cổ điển bán cổ điển-Lý thuyết Bohr -So sánh ưu điểm nhược điểm mấu nguyên tử theo quan điểm -Giải thích quang phổ vạch dạng thơ nguyên tử Hidro -Xác định số vạch quang phổ dạng thô nguyên tử Hidro -Xác định lượng ion hóa nguyên tử Hidro, Động năng, tĩnh điện -Tính bán kính quỹ đạo dừng, vận tốc electron quỹ đạo dừng 1.6.Những điểm sáng kiến Phân tích ưu điểm nhược điểm mẫu, xác định công thức chung cho vạch quang phổ dạng thô dãy, số lượng vạch tối đa có nguyên tử trạng thái kích thích 2.NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1.Cơ sở lý thuyết 2.1.1.Mẫu Nguyên tử theo quan điểm Các ưu nhược điểm a.Mẫu nguyên tử Thomson Ngun tử dạng hình cầu có kích thước cỡ 10 -10m, gồm hai phần: Một phần môi trường mang điện tích dương, phần cịn lại electron mang điện tích âm nằm rải rác đối xứng mơi trường hình cầu điện tích dương Điện tích dương môi trường electron để ngun tử trung hịa điện Mơ hình cịn gọi “bánh hạt nhân” Ưu điểm mẫu Thomson lần lịch sử người đưa nguyên tử gồm hai phần mang điện tích dương điện tích âm electron b.Mẫu hành tinh Nguyên tử Rutherford b.1.Mẫu nguyên tử Năm 1909, Hans Geiger Ernest Marsden, lúc trợ tá cho Ernest Rutherford, sử dụng tia alpha lúc người ta biết nguyên tử điện tích dương heli bắn phá vàng nhận thấy tỷ lệ nhỏ hạt bị lệch với góc lớn so với giá trị tiên đốn theo mơ hình Thomson Rutherford giải thích thí nghiệm với vàng giả sử điện tích dương nguyên tử vàng phần lớn khối lượng tập trung hạt nhân trung tâm nguyên tử hay mơ hình Rutherford Theo Rutherford ngun tử dạng hình cầu phần lớn trống rỗng: Một phần mang điện tích dương nhỏ nằm tâm có khối lượng lớn xấp xĩ khối lượng nguyên tử phần lại lớp vỏ electron (e) mang điện tích âm Các electron chuyển động quỹ đạo trịn( thực chất theo Rutherford elip) có bán kính xác định Chuyển động e quanh hạt nhân tương tự chuyển động hành tinh xung quanh mặt trời b.2.Thành tựu hạn chế mẫu Nguyên tử theo quan điểm -Thành tựu: Nguyên tử dạng hình cầu chủ yếu trống rỗng, hạt nhân mang điện tích dương tâm mang khối lượng gần nguyên tử -Nhược điểm: Khơng giải thích tính bền vững ngun tử, khơng giải thích quang phổ vạch nguyên tử vì: Theo mẫu nguyên tử Rutherford electron quay trịn xung quanh hạt nhân, thành dòng điện tròn( dòng điện phân tử) Trong trường hợp phải xạ lượng liên tục quang phổ nguyên tử phải quang phổ liên tục electron mát lượng đến rơi vào hạt nhân ngun tử bị phá hủy Nhưng thực tế nguyên tử lại bền vững Thực nghiệm lại thu quang phổ nguyên tử quang phổ vạch Đây hạn chế mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford khơng thể giải thích ngun nhân gây quang phổ vạch nguyên tử c.Mẫu nguyên tử Bohr-Mẫu bán cổ điển c.1.Mẫu nguyên tử Kế thừa mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford Bohr đưa thêm vào hai tiên đề Tiên đề 1:Nguyên tử tồn trạng thái dừng có mữa lượng hoàn toàn xác định gián đoạn, hợp thành chuỗi giá trị E 1, E2, …, En gọi trạng thái dừng Ở trạng thái dừng nguyên tử không xạ electron chuyển động qũy đạo dừng có bán kính hồn tồn xác định Momen động lượng electron chuyển động quỹ đạo dừng là: Ln =mevrn = n h    1,055.1034 Js; n =1, 2,    2   Tiên đề 2:Nguyên tử trạng thái dừng có mức lượng E n mà hấp thụ photon có tần số f chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng E m cao e chuyển từ quỹ đạo dừng bán kính r n lên quỹ đạo có bán kính rm Ngược lại nguyên tử trạng thái dừng có mức lượng E m mà trở trạng thái dừng có mức lượng En phát phơtơn có tần số f e chuyển từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn: Tần số xạ xác định: f  Em  En h c.2.Ưu nhược thuyết Bohr -Ưu điểm: Lượng tử hóa-Nguyên tử hấp thụ hay phát xạ lượng không liên tục thành phần gọi lượng tử lượng Có thể nói cách mạng tư vật lí Nó mở đầu cho thời đại vật lí: “Thời đại Vật lí lượng tử”Dùng lý thuyết Bohr giải thích toán cấu trúc nguyên tử đơn giản, với quang phổ vạch dạng thô nguyên tử Hidro ion tương tự Hiđro Giải thích tính bền vững nguyên tử -Nhược điểm: Khi đưa quan niệm lượng tử có tính cách mạng độc đáo Bohr sử dụng quy luật, định luật học điện học cổ điển Các quy tắc lượng tử gắn với hình mẫu cổ điển khơng theo mối logic Lý thuyết Bohr khơng thể áp dụng giải thích cấu trúc nguyên tử Phức tạp Tuy vật Lý thuyết Bohr cầu nối quan trọng để Vật lý học bước sang trang mới-Vật lí đại d.Mẫu nguyên tử đại d.1.Mẫu Nguyên tử đại Nguyên tử có dạng hình cầu rỗng chủ yếu , gồm hai phần: Hạt nhân lớp vỏ - Hạt nhân mang điện tích dương lõi , có khối lượng vô lớn xấp xỉ khối lượng nguyên tử Hạt nhân tạo hai loại hạt Proton mang điện dương Nơtron không mang điện -Lớp vỏ electron mang điện tích âm, e khơng có quỹ đạo xác định mà chúng tồn dạng đám điện tử -Obittan Ta xác định xác suất bắt gặp e vị trí hay vị trí khác nhiều hay d.2.Ưu điểm mấu ngun tử đại -Mơ hình giải thích kết thực nghiệm hành xử ngun tử mà mơ hình khác khơng làm được, cấu trúc xác định dải phổ nguyên tử lớn nguyên tử hiđrơ -Giải thích cấu trúc tinh tế siêu tinh tế nguyên tử có cấu trúc đơn giản nguyên tử có cấu trúc phức tạp 2.1.2.Các quy luật định luật vật lí -Định luật cu lông: f  k -Lực hướng tâm : f ht  q1q r mv r -Định luật bảo toàn lượng 2.2.Thực trạng vấn đề -Học sinh nắm kiến thức phần nhiều hạn chế, chưa đầy đủ -Giáo viên chưa đặt vấn đề quan trọng nên giảng dạy dạy sơ sài 2.3.Vận dụng quy luật định luật vật lí cho mẫu nguyên tử Hiđro ion tượng tự Hiđro dựa Lý thuyết Bohr 2.3.1.Xét cho Nguyên tử Hiđro Trong nguyên tử Hiđro lực culong đóng vai trị lực hướng tâm: e me v me v2 e2 e2 f cl  f ht  k    k  E d  k rn 2 rn rn rn Năng lượng electron bao gồm động tính điện( E t   k Ta có: E  E d +E t   k e2 ) rn e2  : Điều giải thích tính bền vững nguyên tử 2rn Theo điều kiện lượng tử hóa Bohr ta có: n 2 e n 2 n 2 me v.rn  n  me v  k   rn   n 2r0  2 rn me rn me rn kmee -Công thức xác định bán kính quỹ đạo dừng-Quỹ đạo lượng tử hóa n 2 rn   n 2r1 km ee 2  0,53A : Bán kính Bohr Với n =1  r1  km ee -Vận tốc e quỹ đạo dừng: v n  ke n 2rn 2n r1 2n 3r1 h.n 3r1 T    -Chu kì quay e quỹ đạo dừng: ke ke ke n -Sự chuyển động e quỹ đạo dừng tương đương dịng điện khơng đổi có cường độ: i  e T -Năng lượng e quỹ đạo dừng: e2 k 2e m e 13,6   E    eV  : Năng lượng lượng tử hóan 2rn 2 n n2 lượng gián đoạn E  k n =  k 2e m e  E1    13,6eV 2 Khi lượng thấp nhất- lượng k 2e4 me  Khi n = lượng kích thích thứ  E    3,39eV 2 -Ta có cơng thức xác định tần số bước sóng xạ mà nguyên tử hấp thụ hay phát xạ chuyển trạng thái dừng có lượng E n Em (Em>En): c E m -E n k 2e m e  1  1   f        R    :Công thức Balmer  h 2 h  n m   m  n k 2e m e R  1,091853.107 m 1 : Hằng số Rebey 2 hc Từ kết ta thấy electron nhảy lên quỹ đạo dừng có bán kính lớn lượng trạng thái dừng gần điều giải thích ta khó quan sát hình ảnh quang phổ bậc cao thí nghiệm Thực tế quan sát số vạch đầu dãy quang phổ nguyên tử -Năng lượng ion hóa nguyên tử Hiđro ion Ta có: ion  E1  E    ion  E1  13,6eV -Xác định số xạ tối đa thu e nhảy từ trạng thái dừng m trạng m! thái dừng bên C m  2!. m   ! 2.3.2.Một số dãy quang phổ nguyên tử Hidro Vận dụng công thức Balmer  1    R    , ta có:  m  n a.Dãy Laiman: Được giải thích e nhảy từ quỹ đạo dừng quỹ đạo dừng K(n =1) -Các xạ vùng Dãy Laiman tính theo cơng thức: 1  1  R    với m =2,3,4…  1 m  -Tần số xạ xác định: f  -Bước sóng ngắn dãy: -Bước sóng dài dãy:   max c   m 1  R        0,09m R 1 m   m 2 1  R      max   0,122m 3R m   Ta thấy:  max  0,38m nên dãy Laiman thuộc vùng khơng nhìn thấy-vùng tử ngoại b.Dãy Banmer: Được giải thích e nhảy từ quỹ đạo dừng quỹ đạo dừng L(n =2) -Các xạ vùng Dãy Banme tính theo cơng thức: 1    R    với m =3,4,5…  m  2 -Tần số xạ xác định: f  -Bước sóng dài dãy:  max -Bước sóng ngắn dãy: c   m 3 7,2   R      max   0,66m R m  2   m   R        0,36m R m  2 Nhận thấy:   0,38m; 0,38m   max  0,76m nên Dãy Banme có số vạch nằm vùng tử ngoại số vạch nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Một số vạch vùng nhìn thấy quang phổ vạch Nguyên tử Hiđro Vạch H  : 1   R        0,6563m : Màu đỏ   2 Vạch H : 1    R       0,4861m :Màu lam   2 Vạch H  : 1    R        0,4861m :Màu chàm   2 Vạch H  : 1    R        0,4120m :Màu tím   2 c.Dãy Paschen: Được giải thích e nhảy từ quỹ đạo dừng quỹ đạo dừng M(n =3) -Các xạ vùng Dãy Banme tính theo công thức: 1  1  R    với m =4,5,6…  m  3 -Tần số xạ xác định: f  -Bước sóng dài dãy:  max -Bước sóng ngắn dãy: c   m 4 144 1  R      max  7R m  3   m   R        0,82m R m  3 Nhận thấy:   0,76m nên Dãy Paschen thuộc vùng khơng nhìn thấy-vùng hồng ngoại 2.3.3.Một số toán đề xuất giúp cho học sinh rèn luyên kỹ để thi THPT Quốc gia -Bài toán xác định tên quỹ đạo, bán kính quỹ đạo , vận tốc quỹ đạo dừng thời gian chuyển động e hết vòng trịn quỹ đạo Bài 1:Trong ngun tử hiđrơ, bán kính Bo r0 = 5,3.10-11m Ở trạng thái kích thích ngun tử hiđrơ, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 2,12.10-10m Xác định a.Tên quỹ đạo dừng b.Tốc độ chuyển động e quỹ đạo dừng c.Thời gian e chuyển động hết vòng tròn quỹ đạo Giải  11 a.Quỹ đạo dừng e tính theo cơng thức: rn  n r1 r1  5,3.10 m 11 Ta có: rn = r = 2,12.10-10m, r1  5,3.10 m  r0  n   rn   n  Vậy quỹ r0 đạo quỹ đạo L b.Tốc độ chuyển động e quỹ đạo dừng:  ke  n  9.109 1,6.1019 34 6,625.10 2.3,14   11.105 m / s 2rn h.n 3r1   c.Thời gian e chuyển động hết vòng tròn quỹ đạo: T  ke h.n 3r1 6,625.1034.23.0,53.10 10 T   1, 22.10 6 s 2 ke 9.109. 1,6.1019  Bài 2.Các trạng thái dừng nguyên tử H có lượng 13,6  eV  n  1, 2,3, Khi nguyên tử trạng thái hấp thụ n2 Photon có lượng   13,056eV : En   a.Electron chuyển lên quỹ đạo bán kính b.Tính số vịng quay giây e quỹ đạo Giải a E n  E1    13,6 13,6    13,054  n  : n  electron chuyển động quỹ đạo O Bán kính quỹ đạo dừng O là: r5  25.r1  13, 25A ke 13 b.Số vòng quay e quỹ đạo giây là: f    5.10 Hz T hn r1 -Bài toán xác định lượng ion hóa, động e quỹ đạo, tương tác tĩnh điện e hạt nhân.Tính cường độ dịng điện Bài 3.Các trạng thái dừng nguyên tử H có lượng En   13,6  eV  n  1, 2,3, Khi nguyên tử trạng thái kích thích thứ n2 Hãy tính: a.Năng lượng ion hóa b.Tính tương tác e hạt nhân trạng thái c.Tính động chuyển động e quỹ đạo dừng Giải Khi nguyên tử H trạng thái kích thích thứ nghĩa n =2  E2   13,6  3, 4eV 22 a.Năng lượng ion hóa từ trạng thái ion1  E  ion1  E    ion1   E  3, 4eV e2 e2 b.Thế tương tác tính điện e hạt nhân: E t   k   k  rn n r1 E t  k e n 2r1  1,6.10   9.10 19 2 0,53.10 10  10,87.10 19 J  6,8eV c.Động e này: Ta có: E  E d  E t  E d  E  E t  3, 4eV  6,8eV  3, 4eV Bài 4.Khi nguyên tử H trạng thái kích thích e chuyển động quỹ đạo M Nếu xem chuyển động e quỹ đạo dừng tương đương dịng điện khơng đổi xác định 10 a.Cường độ dịng điện khơng đổi b.Tính cảm ứng từ tâm quỹ đạo mà dòng điện tạo Giải Quỹ đạo M ứng với n =3 9.109  1,6.1019  e e ke3 4 a.Cường độ dòng điện : i  T  h.n 3r  h.n 3r  6,625.1034.33.0,53.1010  0,39.10 A 1 ke 7 b.Cảm ứng từ tâm quỹ đạo mà dòng điện tạo là: B  2.10 i rn Bán kính quỹ đạo dừng: rn  n r1  32.0,53.1010 (m)  B  2.3,14.10 7 0,39.104  0,05T 4,77.1010 Bài tốn xác định bước sóng xạ số vạch quang phổ thu Bài Vạch quang phổ dãy Banme Pasen quang phổ nguyên tử hidro có bước sóng 0,656μm 1,875μm Tính bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Banme Giải Vạch dãy banme ứng với e chuyển từ quỹ đạo M(m=3) quỹ đạo L(n =2): E -E  hc  1  32 Vạch dãy Pashen ứng với e chuyển từ quỹ đạo N(m=4) quỹ đạo M(n =3): E -E  hc  2  43 Vạch thứ hai dãy banme ứng với e chuyển từ quỹ đạo N(m=4) quỹ đạo L(n =2): E -E  hc  3  42 Cộng vế với vế biểu thức (1) (2) ta có: hc hc hc       42  32 43  43  32  42  32   43 11   42   32  43 0,656.1,875   0, 486m  32   43 0,656  1,875 Bài Trong quang phổ hidro vạch thứ dãy Laiman 21 = 0,1216μm; vạch Hα dãy Banme  =0,6560μm; vạch dãy Pasen 43=1,8751μm Tính bước sóng vạch thứ ba dãy Laiman Giải Vạch dãy Laiman ứng với e chuyển từ quỹ đạo L(m=2) quỹ đạo K(n =1): E -E1  hc  1  21 Vạch dãy banme ứng với e chuyển từ quỹ đạo M(m=3) quỹ đạo L(n =2): E -E  hc  2  Vạch dãy Pashen ứng với e chuyển từ quỹ đạo N(m=4) quỹ đạo M(n =3): E -E  hc  3  43 Vạch thứ ba dãy Laiman ứng với e chuyển từ quỹ đạo N(m=4) quỹ đạo K(n =1): E -E1  hc  4  41 Cộng vế với vế biểu thức (1), (2),(3) ta (4)  hc hc hc hc  21.   43      41   0,097m  41  21    43  21. 43     43   21.  Bài 7.Nguyên tử H trạng thái nhận lượng chuyển lên trạng thái kích thích ứng với quỹ đạo dừng N(n=4) Xác định số xạ tối đa mà nguyên tử phát chuyển trạng thái dừng có mức lượng thấp Giải Khi chuyển mức lượng cao xuống thấp tổ hợp hai mức phát xạ nên số xạ tối đa mà nguyên tử phát n! 4.3.2.1  6 là: Cn  2! n   ! 2.1   ! Bài 8.Các mức lượng nguyên tử H trạng thái dừng tuân theo công thức En   13,6  eV  n  1, 2,3, Nguyên tử H trạng thái kích thích thứ n2 nhận Photon có lượng   2,856eV Xác định số xạ tối đa mà 12 nguyên tử phát chuyển trạng thái dừng có mức lượng thấp Giải Theo định luật bảo toàn lượng: 13,6 13,6 E    E n    2,856    n  25  n  n Số xạ tối đa nguyên tử phát ra: n! 5! 5.4.3.2.1 C2n     10 2!. n   ! 2!.   ! 2.1.3.2.1 Một số câu hỏi trắc nghiệm Câu 1: Gọi eĐ, eL, eT lượng phôtôn ánh sáng đỏ, phơtơn ánh sáng lam phơtơn ánh sáng tím Ta có A eĐ > eL > eT B eT > eL > eĐ C eT > eĐ > eL D eL > eT > eĐ -11 Câu 2:Trong nguyên tử hiđrơ, bán kính Bo r = 5,3.10 m Ở trạng thái kích thích ngun tử hiđrơ, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 13,25.10-10 m Quỹ đạo có tên gọi quỹ đạo dừng A N B M C O D P Câu 3: Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định công thức En = -13,6/n² (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng λ1 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = ngun tử phát phơtơn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng λ1 λ2 A 128λ2 = 27λ1 B 459λ2 = 2216λ1 C 128λ1 = 27λ2 D 459λ1 = 2216λ2 -11 Câu 4: Trong ngun tử hiđrơ, bán kính Bo r = 5,3.10 m Ở trạng thái kích thích ngun tử hiđrơ, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 8,48.10-10 m Quỹ đạo có tên gọi quỹ đạo dừng A P B N C O D M Câu 5: Hãy xác định trạng thái kích thích cao nguyên tử hiđrô trường hợp người ta thu vạch quang phổ phát xạ nguyên tử hiđrô : A Trạng thái L B Trạng thái M C Trạng thái N D Trạng thái O Câu 6: 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 13 D Bước sóng photon phát electron chuyển từ quỹ đạo dừng M L nhỏ Câu 7: Đối với nguyên tử Hyđrô , biểu thức bán kính r quỹ đạo dừng ( thứ n ) : ( n lượng tử số , ro bán kính Bo ) A r = nro B r = n2ro C r2 = n2ro D r = n.ro2 Câu 8: Khi electron quĩ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử Hydro tính theo cơng thức En = -13,6/n² eV (n = 1, 2, 3, ) Khi electron trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quỹ đạo tăng lên lần Khi chuyển dời mức phát bước sóng xạ có lượng lớn là: A 0,103µm B 0,203µm C 0,13 µm D 0,23 µm Câu 9: Bán kính quỹ đạo Bo thứ r1=5,3.10-11m.Động êlectron quỹ đạo Bo thứ : A 14,3 eV B 17,7 eV C 13,6 eV D 27,2 eV Câu 10: Các nguyên tử hidro trạng thái dừng ứng với electron chuyển động quỹ đạo có bán kính gấp lần so với bán kính Bo Khi chuyển trạng thái dừng có lượng thấp ngun tử phát xạ có tần số khác Có nhiều tần số? A B C D Câu 11: Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng E M = -1,5eV sang trạng thái dừng có lượng E L = -3,4eV Tìm bước sóng xạ nguyên tử phát A 0,456µm B 0,645µm C 0,546µm D 0,655µm -11 Câu 12: Bán kính Bo 5,3.10 m bán kính quỹ đạo thứ Hiđrô A 2,12A0 B 3,12A0 C 4,77A0 D 5,77A0 Câu 13: Kích thích nguyên tử H2từ trạng thái xạ có bước sóng 0,1218µm Hãy xác định bán kính quỹ đạo trạng thái mà nguyên tử H đạt được? A 2,12.10-10m B 2,22.10-10m C 2,32.10-10m D 2,42.10-10m Câu 14: Kích thích nguyên tử H2 từ trạng thái xạ có lượng 12,1eV Hỏi nguyên tử H2 phát tối đa vạch? A B C D Câu 15: Một nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng E n = 1,5eV sang trạng thái dừng có có mức lượng E m = - 3,4eV Tần số xạ mà nguyên tử phát là: A 6,54.1012Hz B 4,58.1014Hz C 2,18.1013Hz D 5,34.1013Hz Câu 16: Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn có bước sóng 0,1026 µm Lấy h = 6,625.10 -34 Js, e = 1,6.10-19 C c = 3.108 m/s Năng lượng phôtôn 14 A 1,21 eV B 11,2 eV C 12,1 eV D 121 eV Câu 17: Hãy xác định trạng thái kích thích cao nguyên tử hiđrô trường hợp người ta thu vạch quang phổ phát xạ nguyên tử hiđrô A Trạng thái L B Trạng thái M C Trạng thái N D Trạng thái O Câu 18: 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 9r C Quỹ đạo O có bán kính 36r D Khơng có quỹ đạo có bán kính 8r Câu 19: Ngun tử Hiđrơ trạng thái dừng có mức lượng hấp thụ photon có lượng ε = EN – EK Khi nguyên tử sẽ: A không chuyển lên trạng thái B chuyển dần từ K lên L lên N C Chuyển thẳng từ K lên N D chuyển dần từ K lên L, từ L lên M, từ M lên N Câu 20: Nguyên tử hiđtô trạng thái có mức lượng -13,6 eV Để chuyển lên trạng thái dừng có mức lượng -3,4 eV ngun tử hiđrơ phải hấp thụ phơtơn có lượng A 10,2 eV B 12,1 eV C 13,6 eV D 5,1 eV Câu 21: Khi elêctrôn quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định En = -13,6/n² Một đám khí hiđrô hấp thụ lượng chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao E3 (ứng với quỹ đạo M) Tỉ số bước sóng dài ngắn mà đám khí phát A 32/3 B 32/27 C 32/5 D 5/27 Câu 22: Mức lượng E n nguyên tử hiđrô xác định E n= -Eo/n² (trong n số nguyên dương, E 0là 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 λo Nếu êlectron nhảy từ quỹ đạo thứ hai quỹ đạo thứ bước sóng xạ phát A λo/15 B 5λo/7 C λo D 5λo/27 Câu 23: Vạch quang phổ có tần số nhỏ dãy Ban-me tần số f Vạch quang phổ có tần số nhỏ dãy Lai-man tần số f Vạch quang phổ dãy Lai-man sát với vạch có tần số f2 có tần số A f2 - f1 B f1 + f2 C f1.f2 D f1.f2/(f1 + f2) Câu 24: Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hidrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K nguyên tử phát phơton ứng với xạ có tần số f 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: A f3 = f1 – f2 B f3 = f1 + f2 C f3 = f12  f 22 D f3 = f1.f2/( f1 + f2) Câu 25: Trong nguyên tử Hiđrô, xét mức lượng từ K đến P có khả kích thích để êlêctrơn tăng bán kính quỹ đạo lên lần ? 15 A B C D Câu 26: Khi electron quĩ đạo dừng thứ n lượng ngun tử Hydro tính theo công thức E = - 13,6/n² (eV) (n = 1, 2, 3, ) Khi electron nguyên tử Hydro chuyển từ quĩ đạo dừng thứ n = sang quĩ đạo dừng n = nguyên tử Hydro phát photon ứng với xạ có bước sóng bằng: A 0,4350 µm B 0,4861 µm C 0,6576 µm D 0,4102 µm Câu 27: Mức lượng nguyên tử hiđrô xác định biểu thức E = - 13,6/n² trạng thái ứng với n = Một đám khí hiđrơ trạng thái kích thích electron quĩ đạo dừng N Tỉ số bước sóng dài ngắn mà đám khí phát chuyển trạng thái dừng có mức lượng thấp A 16/9 B 192/7 C 135/7 D 2.3.4.Vận dụng lý thuyết Bohr cho ion tương tự Hiđro: Những ion có e lớp vỏ ngồi -Khi hạt nhân có điện tích +Ze Ta có: Ze m v m v Ze Ze f cl  f ht  k  e  e  k  E d  k rn 2 rn rn rn Ze k Z2e4 m e  En   -Năng lượng e quỹ đạo dừng: E  E d +E t  k 2rn 2 n n 22 -Bán kính quỹ đạo dừng: rn  kZm ee kZe -Vận tốc quỹ đạo dừng: v n  n 2.4.Hiệu sáng kiến đem lại -Cung cấp cho học sinh giáo viên tài liệu đầy đủ phần vật Lý nguyên từ, đặc biệt nguyên tử Hiđro -Cung cấp cho học sinh số dạng tập nhằm giúp em có kỹ nhận diện nắm số cách giải số loại tập mới, phục vụ cho thi THPT Quốc gia -Các dạng tập đưa hồn tồn phát triển thêm cho ion tương tự với nguyên tử Hiđro 16 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận -Khi sử dụng sáng kiến vào việc vừa dạy vừa cung cấp tài liệu cho học học sinh phần đa em nắm tốt phần kiến thức đề tài lựa chọn Các em có cách nhìn nhận vấn đề có lo gíc so với em không sử dụng ý tưởng đề tài -Việc sử dụng tập mà sáng kiến lựa chọn giúp em nắm dạng , làm tập phần nhanh hiệu -Đề tài nâng cao cách có hiệu khả tư lo gíc cho em học sinh q trình giảng dạy 3.2.Kiến nghị - Thầy cô giáo cần chủ động trình giảng dạy giáo dục, đặc biệt cần mạnh dạn đề xuất áp dụng phổ biến cách làm mới, cách làm hay có hiệu -Cần có giao lưu học hỏi kinh nghiệm giảng dạy Thầy cô môi trường giáo dục khác đối tượng học sinh khác -Cần có đánh giá thường xuyên thực chất vận dụng cách làm để tìm đường hay hiệu Tài liệu tham khảo 17 -Sách giáo khoa Vật lí sách tập Vật lí 10, 11, 12 -Chuẩn kiến thức mơn Vật lí Bộ giáo dục phát hành -Kinh nghiệm đúc kết năm cơng tác thân -Giải tốn vật lí 12 Tập tác giả Bùi Quang Hân, NXB giáo dục năm 2000 -Bài tập Nâng cao Vật lí THPT , Tác giả Vũ Thanh Khiết, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 25 tháng năm 2017 Tơi cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Văn Bảy 18 ... mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford khơng thể giải thích ngun nhân gây quang phổ vạch nguyên tử c.Mẫu nguyên tử Bohr-Mẫu bán cổ điển c.1.Mẫu nguyên tử Kế thừa mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford... giảng dạy học tập Nguyên tử Hidro xây dựng đề tài ? ?Nguyên tử Hidro? ?? từ đề tài khơng Thầy giáo, giáo chủ động công tác giảng dạy mà em học sinh hoàn toàn chủ động học tập Nguyên tử Hidro 1.2.Mục đích... lượng vạch tối đa có nguyên tử trạng thái kích thích 2.NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1.Cơ sở lý thuyết 2.1.1.Mẫu Nguyên tử theo quan điểm Các ưu nhược điểm a.Mẫu nguyên tử Thomson Nguyên tử dạng hình cầu có