Phương pháp giải bài tập về năng lượng bức xạ nguyên tử môn Vật Lý 12 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP TÌM BÁN KÍNH QUỸ ĐẠO

VÀ NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ NGUYÊN TỬ

1. Tiên đề về 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 trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ

- Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng. Đối với nguyên tử Hidro bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp:

R_n = n².r_o

+ R_n: là bán kính quỹ đạo thứ n

+ n: là quỹ đạo thứ n

+ r_o = 5,3.10^-11 m: là bán kính cơ bản

- Bán kính ứng với các quỹ đạo là:

+ K: r_o

+ L: 4r_o

+ M: 9r_o

+ N: 16r_o

+ O: 25r_o

+ P: 36r_o

2. Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng

- Khi nguyên tử chyển 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 pho ton có năng lượng đúng bằng hiệu: E_n - E_m

ε = hf_nm = E_n - E_m

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

\(\varepsilon = h{f_{nm}} = {E_n} - {E_m} = \frac{{hc}}{\lambda }\)

- Từ tiên đề trên: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng ấy.

Ví dụ 1: Ở nguyên tử hidro, quỹ đạo nào sau đây có bán kính lớn nhất so với bán kính các quỹ đạo còn lại?

A. O                        B. N                         C. L                         D. P

Giải

Ta có: R_n = n².r_o (trong đó ro là bán kính quỹ đạo cơ bản: r_o = 5,3.10^-11 m)

- Quỹ đạo O có n = 5.

- Quỹ đạo N có: n = 4

- Quỹ đạo L có n = 2

- Quỹ đạo P có n = 6.

⇒ Trong các quỹ đạo trên, quỹ đạo P có n lớn nhất lên bán kính là lớn nhất.

Ví dụ 2: Electron đang ở quỹ đạo n chưa rõ thì chuyển về quỹ đạo L và thấy rẳng bán kính quỹ đạo đã giảm đi 4 lần. Hỏi ban đầu electron đang ở quỹ đạo nào?

A. O                        B. M                        C. N                        D. P

Giải

- Ta có: Bán kính quỹ đạo L: R₂ = 2².r_o = 4.r_o

- Bán kính quỹ đạo n: R_n = n².r_o

- Theo đề bài:

\(\frac{{{R_n}}}{{{R^2}}} = \frac{{{n^2}}}{4} = 4 \Rightarrow n = 4\)

Vậy electron ban đầu đang ở quỹ đạo N

Ví dụ 3: Năng lượng của êlectron trong nguyên tử hyđrô được tính theo công thức: E_n = -13,6 / n²; n = 1, 2, 3, … Xác định năng lượng ở quỹ đạo dừng L.

A. 5,44.10^-20 J                    B. 5,44eV                C. 5,44MeV                            D. 3,4 eV

Giải

-Quỹ đạo dừng thứ L ứng với n = 2 ⇒ E_L = 13,6 / 2² = 3,4 eV

Câu 1: Cho biết năng lượng của nguyên tử hiđrô ở mức cơ bản là E₁ = - 13,59eV. Một ngọn lửa hiđrô có thể hấp thụ phôtôn nào sau đây?

A. Phôtôn có năng lượng ε₁ = 3,3975 eV.

B. Phôtôn có năng lượng ε₂ = 1,5100 eV.

C. Phôtôn có năng lượng ε₃ = 0,8475 eV.

D. Phôtôn có năng lượng ε₄ = 0,6625 eV.

Câu 2: Năng lượng ion hóa nguyên tử hiđrô là 13,6eV. Tần số lớn nhất của bức xạ mà nguyên tử có thể phát ra là

A. 0,33.10¹⁵Hz.                           

B. 33.10¹⁵Hz.

C. 6,6.10¹⁵Hz.                             

D. 1,33.10¹⁵Hz.

...

---Để xem đầy đủ nội dung Bài tập trắc nghiệm, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Phương pháp giải bài tập về năng lượng bức xạ nguyên tử môn Lý 12 năm học 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

​Chúc các em học tập tốt !