Giải bài tập SGK Vật lý 12 Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo

Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ - đơ - pho ở điểm nào?

Phương pháp giải

Mẫu Bo đưa ra khái niệm trạng thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định, còn mẫu Rơ-dơ-pho thì không có khái niệm trạng thái dừng.

Hướng dẫn giải

Mẫu nguyên tử của Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-đơ-pho là hệ thống nguyên tử bị chi phối bởi những quy luật có tính lượng tử ( trang thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định), còn trong mẫu nguyên tử Rơ-đơ-pho thì không có điều này.

Trình bày tiên đề Bo về các trạng thái dừng.

Phương pháp giải

- Ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ

- Các e chỉ chuyển động trên các quỹ đạo dừng

Hướng dẫn giải

Tiên đề Bo:

- Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ

- Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.

Trình bày tiên đề Bo về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử?

Phương pháp giải

- Ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ

- Các e chỉ chuyển động trên các quỹ đạo dừng

- Khi các nguyên tử di chuyển từ trạng thái dừng này đến trạng thái dừng khác thì phát xạ hay hấp thụ một photon

Hướng dẫn giải

- Tiên đề về các trạng thái dừng:

+ Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng, khi ở trạng thái dừng thì nguyên tử Bo không bức xạ.

+ Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.

- Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:

+ Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng (E_n) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn (E_m) thì nó phát ra một photon có năng lượng đúng bằng hiệu E_n - E_m (ε = h.f_m = E_n - E_m)

+ Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trong trạng thái điểm dừng có năng lượng E_m mà hấp thụ được một photon có năng lượng đúng bằng hiện E_n - E_m thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao E_n.

Chọn câu đúng.

Trạng thái dừng là

A. trạng thái electron không chuyển động quanh hạt nhân.

B. trạng thái hạt nhân không dao động.

C. trạng thái đứng yên của nguyên tử.

D. trạng thái ổn định của hệ thống nguyên tử.

Phương pháp giải

Ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ và không hấp thụ photon.

Hướng dẫn giải

- Trạng thái dừng là nguyên tử không bức xạ, không hấp thụ nên đó là trạng thái ổn định của hệ thống nguyên tử.

- Chọn đáp án D.

Xét ba mức năng lượng E_K, E_L và E_M của nguyên tử hidro (H.33.2). Một photon có năng lượng bằng E_M – E_K bày đến gặp nguyên tử này.

Nguyên tử sẽ hấp thụ photon và chuyển trạng thái như thế nào?

A. Không hấp thụ

B. Hấp thụ nhưng không chuyển trạng thái

C. Hấp thụ rồi chuyển dần từ K lên L rồi lên M

D. Hấp thụ rồi chuyển thẳng từ K lên M

Phương pháp giải

Khi nguyên tử chuyển từ mức thấp lên mức cao thì nó hấp thụ năng lượng.

Hướng dẫn giải

- Theo tiên đề Bo, khi nguyên tử hấp thụ năng lượng bằng hiệu E_n – E_m thì nó sẽ chuyển từ K (có mức năng lượng E_K) lên M (có mức năng lượng E_M)

- Chọn đáp án D.

Có một đám nguyên tử của một nguyên tố mà mỗi nguyên tử có ba mức năng lượng E_K, E_L và E_M như hình 33.2. Chiếu vào đám nguyên tử này một chùm sáng đơn sắc mà mỗi photon trong chùm có năng lượng là ε = E_M – E_K. Sau đó nghiên cứu quang phổ phát xạ của đám nguyên tử trên. Ta sẽ thu được bao nhiêu vạch quang phổ?

A. Một vạch

B. Hai vạch

C. Ba vạch

D. Bốn vạch

Phương pháp giải

- Vẽ sơ đồ các mức năng lượng

- Đếm vạch phát xạ từ mức năng lượng cao về mức năng lượng thấp hơn

- Ta thu được 3 vạch phát xạ tương ứng là: λ_ML, λ_MK và λ_LK

Hướng dẫn giải

- Khi nguyên tử hấp thụ photon có năng lượng ε = E_M – E_K thì nó sẽ chuyển từ K sang M, sau đó các nguyên tử dao động trong một khoảng thời gian ngắn rồi chuyển về quỹ đạo có mức năng lượng thấp hơn.

- Khi nguyên tử chuyển M xuống L thì phát ra vạch quang phổ có năng lượng E_M – E_L.

- Khi nguyên tử chuyển L xuống K thì phát ra vạch quang phổ có năng lượng E_L – E_K.

- Khi nguyên tử chuyển M xuống K thì phát ra vạch quang phổ có năng lượng E_M – E_K.

- Chọn đáp án C.

Ion crom trong hồng ngọc phát ra ánh sáng đỏ có bước sóng 0,694 μm. Tính hiệu giữa hai mức năng lượng mà khi chuyển giữa hai mức độ, ion crom phát ra ánh sáng nói trên.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: E_n – E_m = h.c / λ

Hướng dẫn giải

Hiệu giữa 2 mức năng lượng:

 \({E_n} - {E_m} = \frac{{h.c}}{\lambda } = \frac{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{0,694.10}^{ - 6}}}} = {2,86.10^{ - 19}}J\)