THUYẾT LƢỢNG TỬ ÁNH SÁNG
III. QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
1. Giải thích sự tạo thành các vạch quang phổ: Dựa vào mẫu nguyên tử Bo người ta đã giải thích được quang phổ của nguyên tử hiđrô
- Từ các tiên đề về các trạng thái dừng và số liệu thực nghiệm về quang phổ người ta xác định được năng lượng của electron trong nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng khác nhau (các mức năng lượng EK, EL, EM…)
- Khi electron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao ) xuống mức năng lượng thấp hơn (Ethấp )thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hoàn toàn xác định: hf = Ecao- Ethấp
- Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = c/f cho một vạch phổ có một màu. Điều này chứng tỏ quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch
- Khi nguyên tử ở mức năng lượng thấp Ethấp hấp thụ một phôtôn có năng lượng h.f = Ecao-Ethấp sẽ chuyển lên mức năng lượng Ecao.
* Như vậy môt ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiên một vạch tối.
Do đó, quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch.
2. Quang phổ của nguyên tử Hiđrô:
- Gồm các vạch sắp xếp trong các dãy:
+ Dãy laiman ở trong vùng tử ngoại
+ Dãy banme một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy được có 4 vạch (đỏ Hα, lam Hβ, chàm Hγ, tím Hδ)
+ Dãy Pasen nằm trong vùng hồng ngoại
B. BÀI TẬP
I. Trắc nghiệm
Câu 1: Mẫu nguyên tử Bo khác với mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho ở điểm nào dưới đây ? A. Hình dạng quỹ đạo của các electron
B. Lực tương tác giữa các electron và hạt nhân nguyên tử C. Nguyên tử tồn tại ở các trạng thái có năng lượng xác định D. Mô hình nguyên tử có hạt nhân
Câu 2: Hãy chỉ ra câu nói lên nội dung chính xác của tiên đề về các trạng thái dừng. Trạng thái dừng là
A. trạng thái có năng lượng xác định
B. trạng thái mà ta có thể tính toán được chính xác năng lượng của nó C. trạng thái mà năng lượng nguyên tử không thể thay đổi được
D. trạng thái trong đó nguyên tử có thể tồn tại một thời gian xác định mà không bức xạ năng lượng
Câu 3: Câu nào dưới đây nói lên nội dung chính xác của khái niệm về quỹ đạo dừng A. quỹ đạo có bán kính tỉ lệ với bình phương các số nguyên liên tiếp
B. bán kính của quỹ đạo có thể tính được một cách chính xác C. quỹ đạo mà electron bắt buộc phải chuyển động trên đó D. quỹ đạo ứng với năng lượng của các trạng thái dừng
Câu 4: Nội dung tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử được phản ánh trong câu nào dưới đây ?
A. nguyên tử phát ra một photon mỗi lần bức xạ ánh sáng B. nguyên tử thu nhận một photon mỗi lần hấp thụ ánh sáng C. nguyên tử phát ra ánh sáng nào thì có thể hấp thụ ánh sáng đó
D. nguyên tử chỉ có thể chuyển giữa các trạng thái dừng. Mỗi lần chuyển nó bức xạ hay hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó
Câu 5: Xét ba mức năng lượng EK < EL < EM của nguyên tử hydro. Cho biết EL-EK > EM-EL. Xét ba vạch quang phổ (ba ánh sáng đơn sắc) ứng với ba sự chuyển mức năng lượng như sau:
Vạch λLK ứng với sự chuyển EL → EK Vạch λML ứng với sự chuyển EM → EL Vạch λMK ứng với sự chuyển EM → EK Hãy chọn các sắp xếp đúng:
A. λLK < λML < λMK B. λLK > λML > λMK C. λMK < λLK < λML
D. λMK > λLK > λML
Cõu 6: Bước súng ứng với bốn vạch quang phổ của hydro là vạch tớm: 0, 4102 àm; vạch chàm: 0, 4340 àm; vạch lam:0, 4861 àm và vạch đỏ: 0, 6563 àm. Bốn vạch này ứng với sự chuyển của electron trong nguyên tử hydro từ các quỹ đạo M, N, O, P về quỹ đạo L. Hỏi vạch lam ứng với sự chuyển nào?
A. sự chuyển M→L B. sự chuyển N→L C. sự chuyển O→L D. sự chuyển P→L
Câu 7: Hãy xác định trạng thái kích thích cao nhất của các nguyên tử hydro trong trường hợp người ta chỉ thu được 6 vạch quang phổ phát xạ của nguyên tử hydro
A. trạng thái L B. trạng thái M C. trạng thái N D. trạng thái O
Câu 8: Ta thu được quang phổ vạch phát xạ của một đám khí hydro trong hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: kích thích đám khí hydro bằng ánh sáng đơn sắc mà các photon có năng lượng ε
Trường hợp 2: kích thích đám khí hydro bằng ánh sáng đơn sắc mà các photon có năng lượng ε2=EM-EL Hỏi trong trường hợp nào ta sẽ thu được vạch quang phổ ứng với sự chuyển EM → EL của các nguyên tử hydro?
A. trong cả hai trường hợp tao đều thu được vạch quang phổ nói trên B. trong cả hai trường hợp tao đều không thu được vạch quang phổ nói trên
C. trong trường hợp 1 ta thu được vạch quang phổ nói trên, trong trường hợp 2 thì không D. trong trường hợp 1 thì không, trong trường hợp 2 ta thu được vạch quang phổ nói trên
Câu 9: Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En= -1, 5eV sang trạng thái dừng có năng lượng Em= -3, 4eV. Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng
A. 0, 654. 10-5 m B. 0, 654. 10-6 m C. 0, 654. 10-4 m D. 0, 654. 10-7 m.
Câu 10: Theo tiên đề của Bo, khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ21, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ32 và khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ31. Biểu thức xác định λ31 là:
A.
21 32
21 32 31
.
B.
21 32
21 32 31
.
C. λ31 = λ32 + λ21. D. λ31 = λ32 – λ21.
Câu 11: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là r0. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt
A. 12 r0 B. 16 r0 C. 9 r0 D. 4 r0.
Câu 12: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức En=− 13, 6/n2 (eV) (n = 1, 2, 3, …). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng bằng
A. 0, 4350 μm B. 0, 6576 μm C. 0, 4102 μm D. 0, 4861 μm.
Câu 13: Phát biểu nào dưới đây đúng?
A. Dãy laiman nằm trong vùng tử ngoại
B. Dãy laiman nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy C. Dãy laiman nằm trong vùng hồng ngoại
D. Dãy laiman một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần nằm trong vùng tử ngoại Câu 14: Phát biểu nào dưới đây đúng?
A. Dãy Banme nằm trong vùng tử ngoại
B. Dãy Banme nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy C. Dãy Banme nằm trong vùng hồng ngoại
D. Dãy Banme một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần nằm trong vùng tử ngoại Câu 15: Các vạch thuộc dãy Banme ứng với sự chuyển của electron từ các quỹ đạo ngoài về A. quỹ đạo K
B. quỹ đạo L C. quỹ đạo M D. quỹ đạo O
Câu 16: Khi electron nguyên tử của Hiđrô ở các mức năng lượng cao L, M, N, O…về mức năng lượng K, thì nguyên tử Hidrô phát ra vạch bức xạ thuộc dãy
A. Laiman B. Banme C. Pasen
D. Thuộc dãy nào tùy thuộc vào electron ở mức năng lượng cao nào
Câu 17: Khi các nguyên tử hiđrô được kích thích để electron chuyển lên quỹ đạo M thì sau đó các vạch quang phổ mà nguyên tử có thể phát ra sẽ thuộc vùng
A. hồng ngoại khả kiến B. hồng ngoại và tử ngoại C. khả kiến và tử ngoại
D. hồng ngoại, khả kiến và tử ngoại
Câu 18: Bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất trong dãy laiman là 1220nm, bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất và thứ hai của dãy banme là 0, 656m và 0, 486m. Bước sóng vạch thứ ba trong dãy laiman là
A. 0, 0224m B. 0, 4324m C. 0, 0975m D. 0, 3672m
Câu 19: Bước sóng dài nhất trong dãy Banme là 0, 656m. Bước sóng dài nhất trong dãy Laiman là 0, 122m. Bước sóngdài thứ hai của dãy laiman là
A. 0, 0528m
B. 0, 1029m C. 0, 1112m D. 0, 1211m
Câu 20: Trong dãy banme của quang phổ hidrô ta thu được A. chỉ có 4 vạch màu đỏ, lam, chàm, tím
B. chỉ có hai vạch màu vàng nằm sát nhau
C. 4 vạch màu (H,H,H,H )và các vạch nằm trong vùng hồng ngoại D. 4 vạch màu (đỏ, lam, chàm, tím)và các vạch nằm trong vùng tử ngoại
Câu 21: Hai vạch đầu tiên của dãy laiman trong quang phổ hiđrô có bước sóng 1,2. Từ hai bước sóng đó người ta tính được bước sóng của một vạch trong dãy banme là
A. =0, 6563m B. =0, 4861m C. =0, 434m D. =0, 4102m