Lý thuyết Vật lí Lớp 12 - Chương 6: Lượng tử ánh sáng - Dạng 3: Bài tập về quang phổ vạch của nguyên tử Hiđro

Nội dung text: Lý thuyết Vật lí Lớp 12 - Chương 6: Lượng tử ánh sáng - Dạng 3: Bài tập về quang phổ vạch của nguyên tử Hiđro

1. CHƯƠNG 6. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG III. BÀI TẬP VỀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUVÊN TỬ HYDRO 1. Phương pháp - Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô: 2 rn n r0 11 Với r0 5,3.10 m ra là bán kính Bo (ở quỹ đạo K). - Khi nguyên tử đang ở mức năng lượng cao chuyển xuống mức năng lượng thấp thì phát ra photon, ngược lại chuyển từ mức năng lượng thấp chuyển lên mức năng lượng cao nguyên tử sẽ hấp thụ photon. Ecao Ethaáp hf - Bước sóng dài nhất NM khi electron chuyển từ N M . Bước sóng ngắn nhất  M khi electron chuyển từ M . - Bước sóng phát ra khi nguyên tử chuyển mức năng lượng:  En Em hay tương đương: hc 1 En Em hf En Em nm nm hc - Các dãy quang phổ của nguyên tử hiđrô + Dãy Laiman: Khi electron ( n 1) chuyển về quỹ đạo K (m = 1) thì phát ra các vạch thuộc dãy Laiman: 1 E 1 1 2 2 với n 2 n1 hc 1 n Các vạch thuộc vùng tử ngoại. + Dãy Banme: Khi electron chuyển từ quỹ đạo ngoài ( n 2 ) về quỹ đạo L ( m 2 )thì phát ra các vạch 1 E 1 1 thuộc dãy Banme: 2 2 với n 3 n2 hc 2 n Gồm 4 vạch: đỏ H 0,656m , lam H  0,486m , chàm H 0,434m , tím H 0,410m và một phân ở vùng tử ngoại. + Dãy Pasen: Khi các electron chuyển từ quỹ đạo bên ngoài ( n 3) về quỹ đạo M ( m 3 ): 1 E0 1 1 2 2 với n 4 n3 hc 3 n Các vạch thuộc vùng hồng ngoại E 13,6 - Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô: E 0 eV với n là số tự nhiên dương, là kí n n2 n2 hiệu của lượng tử số. E0 13,6eV : năng lượng ở trạng thái cơ bản. - Các bức xạ của dãy Banmer (nhìn thấy): Trang 1
2. hc + Vạch đỏ H :  ML 32 : E3 E2 32 hc + Vạch lam H  :  NL 42 : E4 E2 42 hc + Vạch chàm H :  OL 52 : E5 E2 52 hc + Vạch tím H :  PL 62 : E6 E2 62 - Các vạch có bước sóng dài nhất của các dãy: hc + Dãy Laiman: 21 : E2 E1 ; 21 hc + Dãy Banmer: 32 : E3 E2 ; 32 hc + Dãy Paschen: 42 : E4 E3 43 - Khi một đám nguyên tử ở trạng thái kích thích thứ n có thể (khả dĩ) phát ra số bức xạ điện từ cho bởi: n! N C 2 n n 2 !2! 2 (Trong đó Cn là tổ hợp chập 2 của n phần tử). 2 Thật vậy, chọn 2 trạng thái trong n trạng thái có Cn cách. - Khi một nguyên tử ở trạng thái kích thích thứ n có thể (khả dĩ) phát ra số bức xạ điện từ cho bởi: N n 1. Trang 2