Tải bản đầy đủ (.pdf) (7 trang)

Bài tập trắc nghiệm chương lượng tử ánh sáng (10)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (495.38 KB, 7 trang )

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



I. MU NGUYÊN T BORH
1) Mu hành tinh nguyn t Rotherpho
  tâm nguyên t có 1 ht nhân mang đin tích dng.
 Xung quanh ht nhân có các êlectron chuyn đng trên nhng qu đo tròn hoc elip.
 Khi lng ca nguyên t hu nh tp trung  ht nhân.
 Q
hn
= q
e
 nguyên t trung hoà đin.
 không gii thích đc tính bn vng ca các nguyên t và s to thành quang ph vch ca các nguyên t.
2) Các tiên đ ca Borh
Mu nguyên t Borh bao gm mô hình hành tinh nguyên t và hai tiên đ ca Borh.
a) Tiên đ v trng thái dng
 Nguyên t ch tn ti trong nhng trng thái có nng lng xác đnh gi là trng thái dng. Trong trng thái dng
nguyên t không bc x nng lng.
+ Trng thái c bn: là trng thái dng có mc nng lng thp nht ca nguyên t, và bình thng nguyn t  trng
thái này.
+ Trng thái kích thích: khi nguyên t nhn hp th nng lng thì nó s chuyn lên các trng thái dng có mc nng
lng ln hn gi là trng thái kích thích, tuy nhiên sau mt thi gian rt ngn thì nguyn t s chuyn v các trng
thái dng có nng lng thp và cui cùng là trng thái c bn.
+ Trong trng thái dng ca nguyên t, các electrôn ch chuyn đng quanh ht nhân theo nhng qu đo co bán kính


hoàn toàn xác đnh gi là qu đo dng. i vi nguyên t Hiđrô thì bán kính qu đo th n tha mãn r
n
= n
2
r
0

vi r
0
= 5,3.10
–11
m gi là bán kính Borh.
b) Tiên đ v s hp th và bc x nng ệng ca nguyên t
 Khi nguyên t chuyn t trng thái dng có mc nng lng cao E
m
sang trng thái dng có mc nng lng thp
E
n
(E
m
> E
n
) thì nguyên t phát ra mt phôtôn có mt nng lng  = hf = E
m
– E
n
, vi f là tn s ánh sáng phát ra.
 Ngc li, khi nguyên t  trng thái dng có dng có mc nng lng thp E
n
mà hp th đc mt phôtôn có mt

nng lng  = hf = E
m
– E
n
, vi f là tn s ánh sáng, thì nó chuyn lên trng thái dng E
m
có mc nng lng lng
cao hn.
II. S TO THÀNH QUANG PH VCH CA NGUYN T HIDRO
  trng thái bình thng, nguyên t Hiđro có mc nng lng thp nht, các e chuyn đng trên qu đo K. Khi
nguyên t nhn nng lng kích thích thì nguyên t chuyn lên các trng thái có nng lng ln hn, tng ng vi
các e chuyn đng lên các qu đo có bán kính ln hn nh L, M, N, O, P…Sau khong thi gian rt ngn các e
chuyn đng v qu đo trong và phát ra phôtôn có nng lng hf = E
cao
– E
thp
.
 Mi phô tôn tn s f ng vi mt ánh sáng đn sc có bc sóng  = c/f. Mi ánh sáng đn sc cho mt vch quang
ph ng vi mt vch màu xác đnh. Vì vy quang ph ca Hiđrô là quang ph vch.
MU NGUYÊN T BORH – PHN 1
(TÀI LIU BÀI GING)
GIÁO VIểNμ NG VIT HÙNG
ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Mu nguyên t Borh – phn 1
“ thuc khóa hc LTH KIT-
1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Mu nguyên t Borh –
phn 1”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này.

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.


Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -



Hình 1. S đ mc nng lng ca nguyên t Hidrô

 Khi các e chuyn t các qu đo bên ngoài v qu đo K thì nó phát ra các bc x to thành các vch trong dãy
Lyman. Các bc sóng thuc dãy Lyman có bc sóng tha mãn
n1
L1
hc
EE

, (vi n  2).
T đó ta có:
2 1 3 1 4 1 5 1 6 1
21 31 41 51 61
hc hc hc hc hc
E E ; E E ; E E ; E E ; E E
    
         

 Khi các e chuyn t các qu đo bên ngoài v qu đo L thì nó phát ra các bc x to thành các vch trong dãy
Banme. Các bc sóng thuc dãy Banme có bc sóng tha mãn
n2
B2
hc
EE


, (vi n  3). Trong dãy Banme có
bn bc x trong vùng ánh sáng nhìn thy là: đ (vch H

), lam (vch H

), chàm vch H

), tím (vch H

) có các bc
sóng tha mãn
3 2 4 2 5 2 6 2
32 42 52 62
hc hc hc hc hc hc hc hc
E E ; E E ; E E ; E E
   
           
       

 Khi các e chuyn t các qu đo bên ngoài v qu đo M thì nó phát ra các bc x to thành các vch trong dãy
Pasen. Các bc sóng thuc dãy Pasen có bc sóng tha mãn
n3
P2
hc
EE

, (vi n  4).
T đó ta đc
4 3 5 3 6 3

43 53 63
hc hc hc
E E ; E E ; E E
  
     


Chú ý:

Các bc x thuc dãy Lyman có bc sóng nm hoàn toàn trong vùng ánh sáng t ngoi ca thang sóng đin t
( < 0,38 m)

Các bc x thuc dãy Banme có 4 bc sóng nm trong vùng ánh sáng nhìn thy, còn li các bc sóng nm
trong vùng ánh sáng t ngoi.
- Các bc x thuc dãy Pasen có bc sóng nm hoàn toàn trong vùng ánh sáng hng ngoi ca thang sóng đin t
( > 0,76 m)

Bc sóng dài nht trong các dãy Lyman, Banme, Pasen ln lt là 
21
, 
32
, 
43


Mi liên h gia các bc sóng và tn s ca các vch quang ph

  
13 12 23
1 1 1

,
vi


ab ba
11
,
(nh phép
cng véct).

Trng thái electron chuyn đng trên qu đo K đc gi là trng thái c bn, các trng thái L, M đc gi là
trng thái kích thích th nht, th hai
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -



Khi electron chuyn t qu đo th n v qu đo K thì s bc x (hay s photon) ti đa mà nó phát ra đc cho bi
 


n n 1
N.
2
Ví d t qu đo L có n = 3 thì phát ra ti đa 6 photon, qu đo N có n = 5 thì phát ra ti đa 10
photon


Mc nng lng ca nguyên t  các trng thái đc cho bi

n
2
13,6
E (eV ),
n
t đó ta có th tính ra đc mc
nng lng ng vi các trng thái dng.
Ví d trng thái L có n = 2 thì có mc nng lng là
    
L2
13,6
E E 3,4 (eV ).
4


Nng lng ion hóa ca nguyên t Hidro là nng lng cn thit cung cp đ nguyên t chuyn trng thái dng t
trng thái c bn lên trng thái dng  xa vô cùng, và có giá tr bng 13,6 eV.
III. MT S VÍ D IN HÌNH
Ví d 1. Bc sóng ca vch th nht trong dãy Lyman ca quang ph hiđrô là 
L1
= 0,122 m, ca vch đ
trong dãy Banme là 

= 0,656 m. Hãy tính bc sóng ca vch th hai trong dãy Lyman.
Hng dn gii:
Vch đu tiên trong dãy Lyman có bc sóng chính là 
21

, theo gii thit ta có 
21
= 0,122 m.
Vch đ trong dãy Bamne có bc sóng chính là 
32
, theo gii thit ta có 

= 
32
= 0,656 m.
Mt khác
   
21
21
2 1 3 2 3 1
21 32 31 21 32 31
32
32
hc
EE
hc hc hc hc hc hc
E E E E E E
hc
EE





           


     






T đó ta tìm đc
21 32
31
21 32 31 21 32
 .
1 1 1 0,122.0,656
 0,103(m).
     0,122 0,656
     


Vy bc x th hai trong dãy Lyman có bc sóng là 
31
= 0,103 m
Nhn xét:

T công thc tính nhanh nh tng hp véc t (3.1 = 3.2 + 2.1) ta đc ngay kt qu:
     

21 32
31
31 32 21 21 32

 .
1 1 1 0,122.0,656
 0,103( m ).
     0,122 0,656

Ví d 2. Bit bc sóng ca bn vch trong dãy Banme là 

= 0,6563 (m), 

= 0,4861 (m), 

= 0,4340 (m),


= 0,4120 (m). Hãy tính bc sóng ca ba vch trong dãy Pasen  vùng hng ngoi.
Hng dn gii:
T gi thit ta đc 
32
= 0,6563 (m); 
42
= 0,4861 (m);


52
= 0,4340 (m); 
62
= 0,4120 (m).
Áp dng công thc tính nhanh đã nêu, và da trên nhng bc sóng cho trc ta tính đc bc sóng ca 3 vch
trong dãy Pasen (
43

, 
53
, 
63
) nh sau:
32 42
43
43 42 23 42 32 32 42
 .
1 1 1 1 1 0,6563.0,4861
 1,8744(m).
       0,6563 0,4861
       


32 52
53
53 52 23 52 32 32 52
 .
1 1 1 1 1 0,6563.0,4340
 1,2813(m).
       0,6563 0,4340
       


32 62
63
63 62 23 62 32 32 62
 .
1 1 1 1 1 0,6563.0,4120

 1,1068(m).
       0,6563 0,4120
       


Vy ba bc x trong dãy Pasen là 
43
= 1,8744 (m),


53
= 1,2812 (m), 
63
= 1,1068 (m).
Ví d 3.
Ba vch quang ph đu tiên trong dãy Lyman ca nguyên t hiđrô có bc sóng 
1
= 1216 , 
2
=1016
, 
3
= 973 . Khi nguyên t hiđrô b kích thích sao cho electron chuyn lên qu đo N thì nguyên t có th
phát ra nhng vch nào trong dãy Banme? Tính bc sóng  ca các vch đó.
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -



Hng dn gii:
Ba bc x đu tiên trong dãy Lyman có bc sóng ln lt là 
21
= 1216 , 
31
=1016 , 
41
= λ73 
Khi electron chuyn lên qu đo N (ng vi n = 4) và chuyn v qu đo L (ng vi dãy Bamme có n = 2) thì có th
phát ra 2 bc x trong dãy Banme là 
32
và 
42

Ta có
o
21 31
32
32 31 12 31 21 21 31
o
21 41
32
42 41 12 41 21 21 41
 .
1 1 1 1 1 1216.1016
 6177A
       1216 1016
 .

1 1 1 1 1 1216.973
 486λA
       1216 λ73

       





       




Ví d 4:
(H – 2010)
Theo tiên đ ca Bo, khi êlectron trong nguyên t hiđrô chuyn t qu đo L sang qu đo K thì nguyên t phát ra
phôtôn có bc sóng 
21
, khi êlectron chuyn t qu đo M sang qu đo L thì nguyên t phát ra phôtôn có bc sóng

32
và khi êlectron chuyn t qu đo M sang qu đo K thì nguyên t phát ra phôtôn có bc sóng 
31
. Tìm biu thc
xác đnh 
31
theo 
21

và 
32





Ví d 5:
(H – 2011)
Khi êlectron  qu đo dng th n thì nng lng ca nguyên t hiđrô đc xác đnh bi công thc
2
13,6
E (eV)
n

(vi n = 1, 2, 3, ). Khi êlectron trong nguyên t hiđrô chuyn t qu đo dng n = 3 v qu đo
dng n = 1 thì nguyên t phát ra phôtôn có bc sóng 
1
. Khi êlectron chuyn t qu đo dng n = 5 v qu đo dng
n = 2 thì nguyên t phát ra phôtôn có bc sóng 
2
. Tìm mi liên h gia hai bc sóng 
1
và 
2
?





Ví d 6.
Bc sóng ca vch quang ph th nht trong dãy Lyman trên quang ph hiđrô là 
1
= 0,122 m, bc sóng
ca hai vch H

, H

ln lt là 

= 0,656 (m), 

= 0,486 (m). Hãy tính bc sóng hai vch tip theo trong dãy
Lyman và vch đu tiên trong dãy Pasen.








Ví d 7.
Trong quang ph ca hiđrô, bc sóng ca các vch quang ph nh sauμ vch th 1 ca dãy Lyman 
21
=
0,121568 (m), vch H

ca dãy Banme 
32

= 0,656279 (m), ba vch đu tiên ca dãy Pasen 
43
= 1,8751 (m) ; 
53
= 1,2818 (m) ; 
63
= 1,0938 (m).
a) Tính bc sóng ca hai vch quang ph th hai và th ba ca dãy Lyman.
b) Tính bc sóng ca ba vch H

, H

, H

ca dãy Banme.
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -








Ví d 8.

Bc sóng ca vch ph th nht trong dãy Lyman ca quang ph hyđrô là 
0
= 0,122 (m). Bc sóng ca
ba vch ph H

, H

, H

trong dãy Banme ln lt là 
1
= 0,656 (m), 
2
= 0,486 (m); 
3
= 0,434 (m).
a) Tính tn s ca bn bc x k trên.
b) Tính bc sóng ca hai vch tip theo trong dãy Lyman và hai vch đu tiên trong dãy Pasen.






Ví d 9.
Bc sóng ca vch ph th nht trong dãy Lyman ca quang ph nguyên t hiđrô là 
0
= 0,122 (m). Bc
sóng ca 3 vch H


, H

, H

ln lt là: 
1
= 0,656 (m), 
2
= 0,486 (m), 
3
= 0,434 (m).
a) Tính tn s dao đng ca 4 bc x trên.
b) Tính bc sóng 2 vch khác trong dãy Lyman và hai vch đu tiên ca dãy Pasen.





Bài 19: Trong nguyên t hidro khi e nhy t qu đo N v L thì phát bc x 
1
, khi t qu đo O v M thì phát 
2

.Tìm t s 
1
/ 
2
.
HD Gii: Khi e nhy t N v L tc là qu đo 4 v qu đo 2,nng lng là :
42

1
hc
EE


( 1)
Khi e nhy t O v M tc là qu đo 5 v qu đo 3,nng lng là:
53
2
hc
EE


(2)
Mà:E
n
= -
2
6,13
n
eV (3) . Ly (2) chia (1) ri th (3) vào ta có : 675
1
=256
2
=>
1
2
256
675






Bài 20: Nng lng ion hóa nguyên t Hyđrô là 13,6eV. Bc sóng ngn nht mà nguyên t có th bc ra là :
A. 0,122µm B. 0,0911µm C. 0,0656µm D. 0,5672µm
HD Gii:
1
1
.hc
EE




=
2 2 2
13,6( ) 13,6( ) 13,6
( ) 0 ( ( ) 13,6
11
eV eV
eV eV      


=>
1
.
13,6.
hc
e




=9,11648.10
-8
m = 0,091165m .Chn B
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 6 -


Bài 21: Bit bc sóng vi vch đu tiên trong dãy Laiman là:
21
0,122 m


và vch cui cùng ca dãy banme là
2
0,365 m



. Tìm nng lng ion hóa nguyên t hidro.
HD Gii: Vi vch đu tiên ca dãy laiman ta có:
21
LK
hc

EE



(1)
Vi vch cui cùng ca dãy banme ta có:
2
L
hc
EE






(2)
Nng lng ion hóa nguyên t hidro: E = E - E
K

T (1) và (2) ta có
21 2
hc hc
E



. Thay s và đi đn v ta s có kt qu E = 13,6eV
Bài 1. Bc sóng ca vch quang ph đu tiên trong dãy Laiman là 
0

= 122 nm, ca hai vch H

và H

trong dãy
Banme ln lt là 
1
= 656nm và 
2
= 486 nm. Hãy tính bc sóng ca vch quang ph th hai trong dãy Laiman và
vch đu tiên trong dãy Pasen.
HD Gii:
31

hc
= E
3
- E
1
= E
3
- E
2
+ E
2
- E
1
=
1


hc
+
0

hc
 
31
=
10
10



= 103 nm;


43

hc
= E
4
- E
3
= E
4
- E
2
+ E
2
- E

3
=
2

hc
-
1

hc
 
43
=
21
21



= 1875 nm.

Bài 2. Trong quang ph vch ca nguyên t hiđrô, vch ng vi bc sóng dài nht trong dãy Laiman là 
1
=
0,1216 m và vch ng vi s chuyn ca electron t qu đo M v qu đo K có bc sóng 
2
= 0,1026
m. Hãy tính bc sóng dài nht 
3
trong dãy Banme.
HD Gii:
3


hc
= E
M
- E
L
= E
M
- E
K
+ E
K
- E
L
=
2

hc
-
1

hc
 
3
=
21
21




= 0,6566 m.

Bài 3. Các mc nng lng ca nguyên t hiđrô  trng thái dng đc cho bng công thc: E
n
= -
2
6,13
n
eV vi n là
s nguyên; n = 1 ng vi mc c bn K; n = 2, 3, 4, …ng vi các mc kích thích L, M, N,…
a) Tính ra Jun nng lng iôn hoá ca nguyên t hiđrô.
b) Tính ra mét bc sóng ca vch đ H

trong dãy Banme.
HD Gii:
a)  ion hóa nguyên t hiđrô thì ta phi cung cp cho nó mt nng lng đ electron nhy t qu đo K (n = 1) ra
khi mi liên kt vi ht nhân (n = ). Do đó E = E

- E
1
= 0 - (-
2
19
1
10.6,1.6,13

) = 21,76.10
-19
J.
b) Ta có:

32

hc
= E
3
– E
2
= -
2
19
3
10.6,1.6,13

- (-
2
19
2
10.6,1.6,13

)  
32
=
19
10.6,1.6,13.5
36

hc
= 0.658.10
-6
m.


Bài 4. Khi êlectron  qu đo dng th n thì nng lng ca nguyên t hiđrô đc tính theo công thc E
n
= -
2
6,13
n
(eV) (n = 1, 2, 3,…). Tính bc sóng ca bc x do nguyên t hiđrô phát ra khi êlectron trong nguyên t hiđrô chuyn
t qu đo dng n = 3 sang qu đo dng n = 2.
HD Gii: E
3
= -
2
3
6,13
eV = - 1,511 eV; E
2
= -
2
2
6,13
eV = - 3,400 eV;
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Mu nguyên t Borh – phn 1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 7 -



E
3
- E
2
=
32

hc
 
32
=
23
EE
hc

= 6,576.10
-7
m = 0,6576 m.

Bài 5. Nng lng ca các trng thái dng trong nguyên t hiđrô ln lt là E
K
= -13,60 eV; E
L
= -3,40 eV; E
M
= -
1,51 eV; E
N
= -0,85 eV; E
O

= -0,54 eV. Hãy tìm bc sóng ca các bc x t ngoi do nguyên t hiđrô phát ra.
HD Gii: 
LK
=
KL
EE
hc

= 0,1218.10
-6
m; 
MK
=
KM
EE
hc

= 0,1027.10
-6
m;

NK
=
KN
EE
hc

= 0,0974.10
-6
m; 

OK
=
KO
EE
hc

= 0,0951.10
-6
m.

Bài 6. Bit bc sóng ca hai vch đu tiên trong dãy Laiman ca nguyên t hiđrô là 
L1
= 0,122 m và 
L2
=
103,3 nm. Bit mc nng lng  trng thái kích thích th hai là -1,51 eV. Tìm bc sóng ca vch H

trong quang
ph nhìn thy ca nguyên t hiđrô, mc nng lng ca trng thái c bn và trng thái kích thích th nht.
HD Gii:


hc
= E
M
- E
L
= E
M
- E

K
- (E
L
- E
K
) =
2L
hc

-
1L
hc

 

=
21
21
LL
LL



= 0,6739 m.

2L
hc

= E
M

– E
K
 E
K
= - E
M
-
2L
hc

= - 13,54 eV; E
L
= E
K
+
1L
hc

= - 3,36 eV.



Giáo viên: ng Vit Hùng
Ngun :
Hocmai.vn

×