Giải bài tập SBT Vật Lí 12 Bài 26: Các loại quang phổ

A. ống chuẩn trực.

B. lăng kính.

C. buồng tối.

D. tấm kính ảnh.

Phương pháp giải

Lăng kính là bộ phận có tác dụng phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc trong máy quang phổ

Hướng dẫn giải

- Bộ phận có tác dụng phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc trong máy quang phổ là lăng kính

- Chọn B

Nếu mở rộng khe của ống chuẩn trực lên một chút thì các vạch quang phổ sẽ thay đổi như thế nào?

A. Không thay đổi.

B. Nở rộng ra.

C. Thu hẹp lại.

D. Xê dịch đi.

Phương pháp giải

Vạch quang phổ sẽ nở rộng khi khe ổng chuẩn trực mở rộng

Hướng dẫn giải

- Nếu mở rộng khe của ống chuẩn trực lên một chút thì các vạch quang phổ sẽ nở rộng ra

- Chọn B

Chỉ ra phát biểu sai.

Nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục là

A. sợi dây tóc nóng sáng trong bóng đèn.

B. một đèn LED đỏ đang phát sáng.

C. Mặt Trời.

D. miếng sắt nung hồng.

Phương pháp giải

Nguồn phát ra quang phổ liên tục là chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng

Hướng dẫn giải

- Đèn LED đỏ đang phát sáng không thể phát ra quang phổ liên tục

- Chọn B

Quang phổ của nguồn sáng nào dưới đây là quang phổ vạch phát xạ?

A. Mẻ gang đang nóng chảy trong lò.

B. Cục than hồng.

C. Bóng đèn ống dùng trong gia đình.

D. Đèn khí phát sáng màu lục dùng trong quảng cáo.

Phương pháp giải

Đèn khí phát sáng màu lục dùng trong quảng cáo là quang phổ vạch phát xạ

Hướng dẫn giải

- Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí ở áp suất thấp phát ra

- Như vậy, đèn khí phát sáng màu lục dùng trong quảng cáo là nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ

- Chọn D

Tia laze có độ đơn sắc cao. Chiếu chùm tia laze vào khe của máy quang phổ ta sẽ được

A. quang phổ liên tục.

B. quang phổ vạch phát xạ có nhiều vạch.

C. quang phổ vạch phát xạ chỉ có một vạch.

D. quang phổ vạch hấp thụ.

Phương pháp giải

Khi quan sát bằng máy quang phổ ta thấy quang phổ phát xạ của tia laze chỉ có một vạch

Hướng dẫn giải

- Chiếu chùm tia laze vào khe của máy quang phổ ta sẽ được quang phổ vạch phát xạ chỉ có một vạch.

- Chọn C

Cho một chùm sáng do một đèn có dây tóc nóng sáng phát ra truyền qua một bình đựng dung dịch mực đỏ loãng, rồi chiếu vào khe của một máy quang phổ. Trên tiêu diện của thấu kính buồng tối ta sẽ thấy

A. một quang phổ liên tục.

B. một vùng màu đỏ.

C. một vùng màu đen trên nền quang phổ liên tục.

D. tối đen, không có quang phổ nào cả.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ

Hướng dẫn giải

- Trên tiêu diện của thấu kính buồng tối ta sẽ thấy một vùng màu đen trên nền quang phổ liên tục.

- Chọn C

Để nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hóa học trong một mẫu vật, ta phải nghiên cứu loại quang phổ nào của mẫu đó?

A. Quang phổ vạch phát xạ.

B. Quang phổ liên tục.

C. Quang phổ hấp thụ.

D. Cả ba loại quang phổ trên.

Phương pháp giải

Để trả lời câu này cần nắm được biểu hiện của quang phổ vạch phát xạ

Hướng dẫn giải

- Để nhận biết sự có mặt của các nguyên tố hóa học trong một mẫu vật, ta phải nghiên cứu loại quang phổ vạch phát xạ của mẫu đó

- Chọn A

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về quang phổ?

A. Quang phổ hấp thụ là quang phổ của ánh sáng do một vật rắn phát ra khi vật đó được nung nóng.

B. Để thu được quang phổ hấp thụ thì nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải cao hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.

C. Quang phổ liên tục của nguồn sáng nào phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng ấy.

D. Mỗi nguyên tố hóa học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp cho một quang phổ vạch riêng, đặc trưng cho nguyên tố đó.

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về quang phổ

Hướng dẫn giải

A – sai vì: Quang phổ của ánh sáng do một vật rắn phát ra khi vật đó được nung nóng là quang phổ liên tục

B – sai vì: Để thu được quang phổ hấp thụ thì nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.

C – sai vì: Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng.

D – đúng

⇒ Chọn D

Quang phổ liên tục

A. phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát mà không phụ thuộc vào bản chất nguồn phát.

B. phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của nguồn phát.

C. không phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của nguồn phát.

D. phụ thuộc vào bản chất của nguồn phát mà không phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát.

Phương pháp giải

Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát

Hướng dẫn giải

- Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát mà không phụ thuộc vào bản chất nguồn phát.

- Chọn A

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Chất khí bay hơi được kích thích bằng nhiệt hay bằng điện luôn cho quang phổ vạch.

B. Quang phổ vạch của nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố ấy.

C. Chất khí hay hơi ở áp suất thấp được kích thích bằng nhiệt hay bằng điện cho quang phổ liên tục.

D. Quang phổ liên tục của nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố ấy.

Phương pháp giải

Quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố

Hướng dẫn giải

- Quang phổ vạch của nguyên tố nào thì đặc trưng cho nguyên tố ấy.

- Chọn B

Quang phổ vạch phát xạ

A. của các nguyên tố khác nhau, ở cùng một nhiệt độ thì như nhau về độ sáng tỉ đối của các vạch.

B. là một hệ thống những vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

C. do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí cỡ áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng.

D. là một dải có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục.

Phương pháp giải

Quang phổ vạch phát xạ là cho ta hệ thống các vạch màu sáng xen kẽ các vạch tối

Hướng dẫn giải

- Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

- Chọn B

Một miếng sắt mạ kền được nung nóng sáng. Chiếu ánh sáng này vào khe của một máy quang phổ. Ta sẽ thu được quang phổ loại nào?

A. Quang phổ hấp thụ của niken, gồm một hệ thống những vạch tối, trên nền của một quang phổ liên tục.

B. Quang phổ phát xạ của niken gồm những vạch màu trên nền một quang phổ liên tục.

C. Quang phổ phát xạ của niken và của sắt, gồm rất nhiều vạch màu nằm cách nhau bằng những khoảng tối.

D. Một quang phổ liên tục.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được ứng dụng của quang phổ liên tục

Hướng dẫn giải

- Quang phổ do miếng mạ kền được nung nóng sáng là quang phổ liên tục

- Chọn D

Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, hai khe được chiếu sáng bằng ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm. Khoảng cách giữa hai khe là 0,8mm. Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Tính bề rộng của các quang phổ liên tục bậc một và bậc ba.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức tính bề rộng quang phổ:

\({\rm{\Delta }}{x_k} = {x_d} - {x_t} = k\frac{{({\lambda _d} - {\lambda _t})D}}{a}\)

- Lần lượt cho thay k = 1 và k = 3, để tìm bề rộng quang phổ bậc 1 và bậc 3

Hướng dẫn giải

- Bề rộng quang phổ bậc 1:

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}{x_1} = {x_d} - {x_t} = k\frac{{({\lambda _d} - {\lambda _t})D}}{a}\\ = 1.\frac{{({{760.10}^{ - 9}} - {{380.10}^{ - 9}}).2}}{{{{0,8.10}^{ - 3}}}}\\ = {9,5.10^{ - 4}}m = 0,95mm \end{array}\)

- Bề rộng quang phổ bậc 3:

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}{x_3} = {x_d} - {x_t} = k\frac{{({\lambda _d} - {\lambda _t})D}}{a}\\ = 3.\frac{{({{760.10}^{ - 9}} - {{380.10}^{ - 9}}).2}}{{{{0,8.10}^{ - 3}}}}\\ = {2,85.10^{ - 3}}m = 2,85mm \end{array}\)

Có thể coi như Mặt Trời như một quả cầu bằng chất lỏng có mật độ rất lớn, bao quanh là một bầu khí quyển rất dày. Quả cầu ấy được nung nóng sáng nên gọi là quang cầu. Nhiệt độ trong lõi quang cầu cỡ vài chục triệu độ. Nhiệt độ của lớp mặt ngoài quang cầu cỡ 6000K. Nhiệt độ của bầu khí quyển, tuy rất cao nhưng vẫn thấp hơn nhiệt độ của quang cầu.

a) Khi ghi quang phổ Mặt Trời, người ta thu được một dãy rất nhiều vạch tối trên nền của một quang phổ liên tục. Đó là quang phổ gì? Giải thích sự hình thành quang phổ này.

b) Khi có nhật thực toàn phần, Mặt Trăng che khuất toàn bộ quang cầu của Mặt Trời mà không che khuất được phần khí quyển của Mặt Trời. Nếu lúc đó thu quang phổ Mặt Trời, ta sẽ được quang phổ gồm một dãy những vạch màu trên một nền tối. Vị trí của những vạch này trùng khớp với những vị trí của những vạch tối mà ta nói ở câu a). Quang phổ mà ta thu được lúc này là quang phổ gì? Hãy giải thích sự tạo thành nó.

Phương pháp giải

Để giải thích các hiện tượng này cần vận dụng lí thuyết về quang phổ liên tục và quang phổ vạch

Hướng dẫn giải

a) Quang phổ của quang cầu là quang phổ liên tục ứng với nhiệt độ > 6000 K. Ánh sáng của quang cầu phải đi qua một lớp khí quyển Mặt Trài rất dày trước khi tới Trái Đất. Do đó, nếu hứng ánh sáng này vào máv quang phổ thì ta sẽ thu được một quang phổ hấp thụ gồm một dãy nhiều vạch tối trên nền của một quang phổ liên tục. Quang phổ vạch hấp thụ này là nguyên tử khí trong khí quyển Mặt Trời.

b) Khi có nhật thực toàn phần, vì đường kính góc của đĩa Mặt Trăng bằng đường kính góc của đĩa Mặt Trời nên Mặt Trăng sẽ che khuất toàn bộ ánh sáng từ quang cầu đến Trái Đất. Do đó, quang phổ liên tục của quang cầu sẽ mất đi. Chỉ còn ánh sáng đi từ phần khí quyển Mặt Trời, bao quanh đĩa Mặt Trời, chiếu đến Trái Đất. Lúc đó, nếu chụp quang phổ, ta sẽ được: quang phổ phát xạ của các khí trong khí quyển Mặt Trời. Đó là vì nhiệt độ của lớp khí quyển vẫn rất cao và khí quyển này vẫn phát sáng. Các vạch quang phổ phát xạ này có vị trí trùng khớp với vị trí của các vạch hấp thụ trong quang phổ nêu ở câu a) vì chúng cùng do các nguyên tử khí trong khí quyển Mặt Trời tạo ra.