Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Mẫu nguyên tử Bo và quang phổ vạch của nguyên tử Hydro - Trường THPT Vĩnh Bình

TRƯỜNG THPT VĨNH BÌNH	 
Tổ Vật Lý – Kỹ Thuật 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
1) Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng ? 
2) Mô tả quang phổ vạch phát xạ của hydrô ? 
Bài 47 : MẪU NGUYÊN TỬ BO VÀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO 
I/ Mẫu nguyên tử Bo : 
1 / Tiên đề về trạng thái dừng : 
 Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là trạng thái dừng.Khi ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ . 
r 0 
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng E n sang trạng thái dừng có mức năng lượng E m nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôton có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m .. 
 E n - E m = hf ( h:hằng số Plăng ) 
E m 
E n 
  = hf = E m -E n 
 2/ Tiên đề về sự bức xạ và hấp thu năng lượng của nguyên tử : 
Khi nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E m mà hấp thu được một phôton có năng lựơng hf đúng bằng E n – E m thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng E n lớn hơn . 
E m 
E n 
  = hf = E m -E n 
  
  
E m 
E n 
  = hf = E m -E n 
  = hf = E m -E n 
Sơ đồ hấp thụ và bức xạ năng lượng của nguyên tử 
Trong các trạng thái dừng của nguyên tử , electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính xác định gọi là quĩ đạo dừng . 
II/ Hệ qua ûcủa hai tiên đề trên 
Với r 0 =5,3 .10 -11 m : bán kính Bohr 
Quỹ đạo có bán kính nhỏ nhất r 0 sẽ có năng lượng thấp nhất gọi là quỹ đạo cơ bản 
r 0 
n 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Tên quỹ đạo 
K 
L 
M 
N 
O 
P 
Bán kính r n = r o .n 2 
r 0 
4r 0 
9r 0 
16r 0 
25r 0 
36r 0 
 Chú ý : 
 Bán kính dừng nhỏ  năng lượng thấp  trạng thái bền vững hơn . 
 Các electron ở trạng thái có năng lượng lớn có xu hướng chuyển sang trạng thái có mức năng lượng nhỏ hơn , bền vững hơn . 
1/ Thực nghiệm : 
III/ GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH QUANG PHỔ VẠCH HYDRO 
Khi quan sát quang phổ vạch phát xạ của Hydro , người ta thấy chúng gồm những dãy vạch xác định tách rời nhau : 
 Dãy Lyman Banme Pasen 
Vùng tử 
ngoại 
Vùng khả kiến 
Vùng hồng ngoại 
 Dãy Banme : Gồm 2 phần , 1 phần 4 vạch : đỏ ,lam , chàm , tím và phần còn lại nằm vùng tử ngoại 
Dãy Pasen : trong vùng hồng ngoại 
Dãy Lyman : Trong vùng tử ngoại : 
 Dãy Lyman Banme Pasen 
 0,6 0,5 0,4  m 
0,656  m 	 	 0,486 0,434 0,410 
 2 . Giải thích : 
Ở trạng thái cơ bản nguyên tử Hydro có năng lượng thấp nhất , electron chuyển động trên quỹ đạo K . 
E m 
E n 
 	 Khi nguyên tử nhận được năng lượng kích thích , êlectron nhảy lên mức năng lượng cao hơn , sau thời gian rất ngắn êlectron lại trở về mức năng lượng thấp hơn phát ra bức xạ tạo thành vạch trong quang phổ . 
 Ta có  = hf = E cao – E thấp 
  xác định nên ánh sáng phát ra cho vạch màu xác định của quang phổ phát xạ 
Mỗi tần số f ứng với  = 
Dãy Lyman ( vùng tử ngoại ) 
P 
N 
M 
L 
K 
O 
Khi electron từ các quỹ đạo bên ngoaiø trở về quỹ đạo K : phát ra bức xạ cho các vạch dãy Lyman 
Banme 
P 
N 
M 
L 
K 
O 
Khi electron từ các quỹ đạo bên ngoài trở về quỹ đạo L : phát ra bức xạ cho các vạch dãy Banme 
Dãy Pasen ( Vùng hồng ngoại ) 
P 
N 
M 
L 
K 
O 
Khi electron từ các quỹ đạo bên ngòai trở về quỹ đạo M : phát ra photon cho các vạch dãy Pasen 
Lyman 
Banme 
Pasen 
P 
N 
M 
L 
K 
O 
Sơ đồ nhảy mức năng luợng tạo các vạch quang phổ Hydro 
Dãy Lyman 
Dãy Banme 
Dãy Pasen 
n=1 
n=2 
n=3 
n=4 
n=5 
n=6 
QUANG PHỔ VẠCH HYDRO 
 0,6 0,5 0,4  m 
0,656  m 	 	 0,486 0,434 0,410  m 
Củng cố : 
1) Ở trạng thái dừng , nguyên tử : 
A. không bức xạ và không hấp thụ năng lượng . 
B. không bức xạ nhưng có thể hấp thụ năng lượng . 
C. không hấp thụ nhưng có thể bức xạ năng lượng 
D. vẫn có thể hấp thụ và bức xạ năng lượng 
2)Dãy Ban-me ứng với sự chuyển êlectron từ quỹ đạo ở xa hạt nhân về quỹ đạo nào sau đây ? 
A.Quỹ đạo K 
B.Quỹ đạo L 
C.Quỹ đạo M 
D.Quỹ đạo N 
 3) Giả sử electron nhảy từ quỹ đạo M có mức năng lượng -1,5eV về quỹ đạo L có mức năng lượng -3,4eV 
Hãy xác định bước sóng  của bức xạ phát ra ? bức xạ thuộc dãy nào ? 
0,656  m 
Kết quả :  = 
Dãy : 
Banme 
HẾT