Bài giảng vật lý : Quang phổ vạch part 1 pps

Bạn có biết Bạn có biết !!
NNăăm 1911, dm 1911, dựựa vào kết quả thí nghiệm dùng hạt a vào kết quả thí nghiệm dùng hạt
bắn phá các lá kim loại mỏng, nhà vật lý người bắn phá các lá kim loại mỏng, nhà vật lý người
Anh Rutherford đã đề ra một mẫu nguyên tử như Anh Rutherford đã đề ra một mẫu nguyên tử như
là một hành tinh : là một hành tinh :
Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện tích Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện tích
dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang
điện tích âm chuyển động như hành tinh quay quanh điện tích âm chuyển động như hành tinh quay quanh
mặt trờimặt trời. .
Mẫu này sau này không thể giải thích được Mẫu này sau này không thể giải thích được tính tính
bền vững của nguyên tửbền vững của nguyên tử và và vì sao hydro lại phát ra vì sao hydro lại phát ra
quang phổ vạch.quang phổ vạch.
Hai năm sau (1913), nhà Vật lý người Đan mạch Hai năm sau (1913), nhà Vật lý người Đan mạch
Nieils Bohr đã bổ sung vào mẫu hành tinh và nhờ Nieils Bohr đã bổ sung vào mẫu hành tinh và nhờ
đó khắc phục các nhược điểm nói trênđó khắc phục các nhược điểm nói trên
 CÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂNCÁC NHÀ VẬT LÝ VỀ HẠT NHÂN
NIELS BOHR
(1885-1962)
Nhà vật lý Đan Mạch
(Giải Nobel năm 1922)
BALMER
(1825-1898)
Nhà vật lý Thụy Só
RUTHERFORD
(1871-1937)
Nhà vật lý Anh
(giải Nobel năm 1908)
THUYẾT BOHR VÀ QUANG PHỔ HIDROTHUYẾT BOHR VÀ QUANG PHỔ HIDRO
I. I. Mẫu nguyên tử BohrMẫu nguyên tử Bohr
Nguyên tử có cấu tạo như là một hành tinh với hai Nguyên tử có cấu tạo như là một hành tinh với hai tiên đề:tiên đề:
a) Tiên đề về trạng thái dừng.a) Tiên đề về trạng thái dừng.

b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử.b) Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử.
Hệ quảHệ quả: bán kính quỹ đạo của electron có giá trò hoàn toàn xác đònh: bán kính quỹ đạo của electron có giá trò hoàn toàn xác đònh
II. II. Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hydrohydro
Bình thường, electron của nguyên tử hidro ở tầng K (cơ bản) có năng Bình thường, electron của nguyên tử hidro ở tầng K (cơ bản) có năng
lượng thấp nhấtlượng thấp nhất
Khi nhận ánh sáng thích hợp, electron nhận năng lượng (bò kích Khi nhận ánh sáng thích hợp, electron nhận năng lượng (bò kích
thích) sẽ nhảy từ tầng K (tầng cơ bản) lên một trong các tầng cao hơn thích) sẽ nhảy từ tầng K (tầng cơ bản) lên một trong các tầng cao hơn
( tùy trường hơp) : L, M, N ,O, P, ( tùy trường hơp) : L, M, N ,O, P,
Sau một thời gian rất ngắn (10Sau một thời gian rất ngắn (10
88
s) electron sẽ chuyển xuống các tầng s) electron sẽ chuyển xuống các tầng
thấp hơn và tùy trường hợp mà nó phát ra bức xạ thấp hơn và tùy trường hợp mà nó phát ra bức xạ thích hợp:thích hợp:
* * Nếu electron từ tầng P, O, N, M xuống tầngNếu electron từ tầng P, O, N, M xuống tầng KK: có dãy Lyman.: có dãy Lyman.
* * Nếu electron từ tầng P, O, N ,M xuống tầng LNếu electron từ tầng P, O, N ,M xuống tầng L: có dãy Balmer.: có dãy Balmer.
•• * * Nếu electron từ tầng P, O, N xuống tầng MNếu electron từ tầng P, O, N xuống tầng M: có dãy Paschen.: có dãy Paschen.
Lưu ýLưu ý: Trong một bình đựng khí hidro với mật độ hạt rất cao, : Trong một bình đựng khí hidro với mật độ hạt rất cao, mỗi hạt mỗi hạt
phát ra một bức xạphát ra một bức xạ làm cho quang phổ vạch của khí hidro có đủ ba dãy làm cho quang phổ vạch của khí hidro có đủ ba dãy
bức xạ bức xạ nói trên.nói trên.
Tiên đề BohrTiên đề Bohr
2)2)Tiên đề về sự bức xạ và hấp thu năng lượng: Tiên đề về sự bức xạ và hấp thu năng lượng:
Khi electron đang ở tầng thấp (nguyên tử có NL EKhi electron đang ở tầng thấp (nguyên tử có NL E
nn
thấp) mà hấp thu được một phôton có năng lượng thấp) mà hấp thu được một phôton có năng lượng
bằng hf = Ebằng hf = E
mm
EE
nn
thì electron sẽ nhảy lên tầng cao thì electron sẽ nhảy lên tầng cao
hơn (làm nguyên tử có NL cao hơn Ehơn (làm nguyên tử có NL cao hơn E
mm

) )
Ngược lại khi electron nhảy từ tầng m xuống tầng n Ngược lại khi electron nhảy từ tầng m xuống tầng n
thì nguyên tử có NL giảm khi đó nó phát ra một bức thì nguyên tử có NL giảm khi đó nó phát ra một bức
xạ có tần số f tính bằng công thức: Exạ có tần số f tính bằng công thức: E
mm
–– EE
nn
= hf= hf
Việc chuyển trạng thái của nguyên tử đó là sự Việc chuyển trạng thái của nguyên tử đó là sự
nhảy của electron từ tầng này sang tầng khác.nhảy của electron từ tầng này sang tầng khác.
Hệ quảHệ quả: bán kính quỹ đạo các tầng của electron có giá : bán kính quỹ đạo các tầng của electron có giá
trò xác đònhtrò xác đònh
1)1)Tiên đề về trạng thái dừngTiên đề về trạng thái dừng::
Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác đònh ENguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng lượng xác đònh E
gọi là những trạng thái dừng. gọi là những trạng thái dừng.
Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ hoặc hấp thu năng lượng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ hoặc hấp thu năng lượng.
Bán kính quỹ đạo:
-Tầng K : r
o
= 5,3. 10
-11
(m)
-Tầng L: 4 r
o
; tầng M : 9 r
o
-Tầng N : 16 r
o
; tầng O : 25 r
o

-Tầng P: 36 r
o
n
m
Khi nhận AS thích
hợp electron bò
kích thích sẽ nhảy
từ tầng K lên một
trong các tầng cao
hơn: L,M,N,….
Khi electron nhảy
từ tầng cao
xuống tầng dưới
ø sẽ phát ra
bức xạ thích hợp
+
M N
PO
K
GIẢI THÍCH SỰ HÌNH THÀNH QUANG PHỔ HIDRO
Ở nguyên tử hidro, tầng càng cao thì năng lượng nguyên tử càng lớn.
Bình thường, electron của nó ở tầng K (trạng thái cơ bản), làm cho
hidro có năng lượng thấp nhất.
L
Sự chuyển trạng thái
dừng của các electron
+
M
N
O

K
L
-
K
L
N
P
1
2
3
6
_ Dãy Lyman được tạo thành khi các electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo K
_ Dãy Balmer được tạo thành khi các electronø từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo L
_ Dãy Paschen được tạo thành khi các electron từ các quỹ đạo ngoài về quỹ đạo M
Sơ đồ năng lượng
Balmer
(Nhìn thấy)
Paschen
(hồng ngoại)
Lyman
(tử ngoại)
a
b
g
d
M
O
4
5
Trạng thái ion hóa

Trang thái cơ bản
Trạng thái ion hóa
Quang
Phổ
Vạch
hidro