Lý thuyết Vật lí 12 Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo
Bài giảng Vật lí 12 Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo
1. Mẫu nguyên tử Bo
Mẫu nguyên tử Bo bao gồm mô hình hành tinh nguyên tử và hai tiên đề của Bo.
– Mẫu hành tinh có nội dung như sau: Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang điện âm chuyển động giống như các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.
– Hai tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử:
a. Tiên đề về trạng thái dừng
– Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.
– Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định, gọi là các quỹ đạo dừng.
– Công thức tính bán kính của quỹ đạo dừng của êlectron trong nguyên tử hiđrô:
rn=n2ro với n là số nguyên; ro = 5,3.10−11 m gọi là bán kính Bo.
Đó chính là bán kính quỹ đạo êlectron, ứng với trạng thái cơ bản của nguyên tử.
Người ta đặt tên cho các quỹ đạo dừng của các electron ứng với n khác nhau như sau:
n
1
2
3
4
5
6
Tên
K
L
M
N
O
P
b. 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 En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu:
En – Em = hf
(h là hằng số Plăng; n, m là những số nguyên).
– Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn.
⇒Tiên đề này cho thấy, nếu một nguyên tử hấp thụ được một phôtôn có năng lượng hf đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao En (Hình 33.1). Điều này giải thích được sự đảo vạch quang phổ.
Sự phát và hấp thụ phôtôn bởi nguyên tử được biểu diễn trên sơ đồ Hình 33.11, trong đó các đường nằm ngang, có ghi các kí hiệu En, Em ở bên cạnh, biểu diễn các trạng thái dừng của nguyên tử có năng lượng En, Em; các đường này gọi là các mức năng lượng. Sự chuyển mức năng lượng được biểu thị bằng mũi tên.
Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với sự nhảy của êlectron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn và ngược lại.
2. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô
– Năng lượng của electron trong nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng khác nhau (các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô EK, EL, EM, …).
– Mẫu nguyên tử Bo giải thích được cấu trúc quang phổ vạch của hiđrô cả về định tính lẫn định lượng.
+ Quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch.
Khi êlectron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức năng lượng thấp hơn (Ethấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hoàn toàn xác định:
hf = Ecao – Ethấp.
Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ=cf, tức là ứng với một vạch quang phổ có một màu (hay một vị trí) nhất định.
+ Quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch.
Nếu một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng Ethấp nào đó mà nằm trong một chùm sáng trắng, trong đó tất cả các phôtôn có năng lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, thì lập tức nguyên tử đó sẽ hấp thụ ngay một phôtôn có năng lượng phù hợp
ε = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức năng lượng Ecao.
⇒ Như vậy, một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối.
Trắc nghiệm Vật lí 12
Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo
Câu 1: Chọn phát biểu đúng theo các tiên đề Bo.
A. Nguyên tử ở trạng thái có mức năng lượng càng cao thì càng bền vững.
B. Năng lượng của nguyên tử có thể biến đổi một lượng nhỏ bất kì.
C. Khi nguyên tử ở trạng thái dừng thì nó có năng lượng xác định.
D. Ở trạng thái dừng, nguyên tử chỉ hấp thụ, mà không bức xạ năng lượng.
Hiển thị đáp án
Câu 2: Photon có bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử hidrô có thể bức xạ, khi electron chuyển từ
A. quỹ đạo rất xa xuống quỹ đạo K.
B. quỹ đạo M xuống quỹ đạo K.
C. quỹ đạo L xuống quỹ đạo K.
D. quỹ đạo rất xa xuống quỹ đạo L.
Hiển thị đáp án
Câu 3: Trạng thái cơ bản của nguyên tử hiđrô là trạng thái dừng
A. có năng lượng lớn nhất.
B. có năng lượng nhỏ nhất.
C. mà electron chuyển động quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo lớn nhất.
D. mà electron có tốc độ nhỏ nhất.
Hiển thị đáp án
Câu 4: Quỹ đạo của êlectron trong nguyên tử hiđrô ở trạng thái En có bán kính
A. tỉ lệ thuận với n2.
B. tỉ lệ nghịch với n.
C. tỉ lệ thuận n.
D. tỉ lệ nghịch với n2.
Hiển thị đáp án
Câu 5: Chỉ ra nhận xét sai khi nói về trạng thái dừng của nguyên tử?
A. Trạng thái dừng là trạng thái có năng lượng xác định.
B. Nguyên từ chỉ tồn tại trong các trạng thái dừng.
C. Ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng.
D. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng này sang trạng thái dừng khác thì luôn phát ra một photon.
Hiển thị đáp án
Câu 6: Kích thích khối khí hiđrô ở trạng thái cơ bản bằng các bức xạ có năng lượng thích hợp. Bán kính quỹ đạo dừng của các electron tăng lên 16 lần. Số bức xạ mà khối khí hiđrô này có thể phát ra là
A. 6.
B. 3.
C. 5.
D. 10.
Hiển thị đáp án
Câu 7: Biết tốc độ của êlectron trên quỹ đạo dừng thứ hai của nguyên tử hiđrô là 1,09.106 m/s. Tốc độ của êlectron trên quỹ đạo dừng thứ ba là
A. 1,64.106 m/s.
B. 0,73.106 m/s.
C. 2,18.106 m/s.
D. 0,48.106 m/s.
Hiển thị đáp án
Câu 8: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của electron trong nguyên tử hidro là r0. Khi electron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt
A. 12r0.
B. 16r0.
C. 25r0.
D. 36r0.
Hiển thị đáp án
Câu 9: Đối với nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r0 = 5,3.10−11 m. Nguyên tử hiđrô có thể có bán kính nào sau đây?
A. 242.10−12 m.
B. 477.10−12 m.
C. 8,48.10−11 m.
D. 15,9.10−11 m.
Hiển thị đáp án
Câu 10: Nếu electron trong một số nguyên tử hiđrô đều ở quỹ đạo dừng O thì số vạch quang phổ do các nguyên tử này có thể phát ra là
A. 6.
B. 7.
C. 8.
D. 10.
Hiển thị đáp án
Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 34: Sơ lược về laze
Lý thuyết Bài 35: Tính chất và cấu tạo hạt nhân
Lý thuyết Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân
Lý thuyết Bài 37: Phóng xạ
Lý thuyết Bài 38: Phản ứng hạt nhân
