TopStudy

Vật lí · Lớp 12

Giải SGK Chuyên đề Vật lí 12 Bài 11. Quang phổ vạch của nguyên tử

9 câu · 14 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm
Sau cơn mưa vào những buổi chiều mùa hè, khi ánh nắng mặt trời xuất hiện, chúng ta có thể quan sát thấy cầu vồng với bảy màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Tại sao bức xạ của mặt trời lại tạo ra được bảy sắc cầu vồng như vậy? Bức xạ của các vật chất khác phát ra có phân tách ra được thành các màu sắc như của cầu vồng hay không?
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Bức xạ của mặt trời tạo ra được bảy sắc cầu vồng vì: Theo các tiên đề Bohr, khi hấp thụ năng lượng thích hợp, nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng thấp lên trạng thái dừng có năng lượng cao. Sau đó, nguyên tử chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn, đồng thời phát xạ photon. Mỗi photon do nguyên tử phát xạ có bước sóng xác định tương ứng với một vạch quang phổ của nguyên tử này.

Theo đó, bức xạ mặt trời phát ra năng lượng ứng với các bước sóng của các màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím trong vùng nhìn thấy, nên tạo ra được bảy sắc cầu vồng.

Bức xạ của các vật chất khác phát ra có thể phân tách được thành các màu sắc như cầu vồng.

Câu 2

1 điểm

Hãy quan sát Hình 11.1 và liệt kê các màu cơ bản trên màn chắn theo thứ tự từ trên xuống dưới.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Các màu cơ bản trên màn chắn: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.

Câu 3

1 điểm
Hãy đổi giá trị các mức năng lượng của electron trong nguyên tử hydrogen trong Hình 11.4 sang đơn vị jun (J).
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có: 1 eV = 1,6.10−19^{-19}J

→ EK_{K} = -2,176.10−18^{-18} (J);

EL_{L} = -5,44.10−19^{-19} (J);

EM_{M} = -2,416.10−19^{-19} (J);

EN_{N} = -1,36.10−19^{-19} (J);

EO_{O} = -8,64.10−20^{-20} (J);

EP_{P} = -6,08.10−19^{-19} (J).

Câu 4

1 điểm

Dựa vào Hình 11.4 hãy xác định bước sóng dài nhất của các photon có thể bị hấp thụ bởi một nguyên tử hydrogen đang ở trạng thái cơ bản.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Bước sóng dài nhất của photon có thể bị hấp thụ khi nguyên tử chuyển từ trạng thái cơ bản (K) là sang trạng thái kích thích (L): λ=hcEL−EK=6,626.10−34.3.108(−3,4+13,6).1,6.10−19=1,22.10−7m\lambda = \frac{{hc}}{{{E_L} - {E_K}}} = \frac{{{{6{,}626.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{( - 3{,}4 + 13{,}6){{.1{,}6.10}^{ - 19}}}} = {1{,}22.10^{ - 7}}m

Câu 5

1 điểm
Dựa vào cơ chế bức xạ năng lượng của nguyên tử, hãy giải thích sự tạo thành quang phổ vạch phát xạ.
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Khi electron của nguyên tử chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp hơn, nó phát ra photon, các vạch trong quang phổ được tạo ra từ các photon được phát ra.

Hình minh hoạ

Câu 6

1 điểm

Hãy so sánh quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của nguyên tử hydrogen thu được trong Hình 11.5.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm

Giải thích tại sao có sự trùng khớp của vị trí các vạch trong Hình 11.5a và 11.5b.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm
Hãy chứng tỏ rằng, một nguyên tử có thể hấp thụ những photon tương ứng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng nào thì khi bức xạ nó cũng có thể phát ra những photon có bước sóng như vậy.
Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm

Quang phổ vạch hấp thụ của ánh sáng mặt trời có các vạch tối (Hình 11.6). Những vạch tối này là do sự hấp thụ các photon nhất định bởi các khí có nhiệt độ thấp hơn trong bầu khí quyển của Mặt Trời. Trong những vạch tối này người ta phát hiện một vạch ứng với bước sóng khoảng 590 nm.

Hình minh hoạ

a) Tính năng lượng photon bị hấp thụ ứng với vạch trên.

b) Từ Hình 11.7, hãy giải thích cho nhận định rằng trong khí quyển Mặt Trời có nguyên tử helium.

Hình minh hoạ

(Trích nguồn: Basu, S; Antia, H.M. (2008), "Helioseismology and Solar Abundances", Physics Reports, 457 (5-6): 217-283)

Xem đáp án và lời giải

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Chuyên đề 3. Vật lí lượng tử · Các bộ sách Vật lí Lớp 12