Năm 1911, Rutherford mạnh dạn đề sướng mẫu hành tinh nguyên tử: Theo Rutherford nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân mang tích điện dương nằm ở chính giữa, xung quanh có các electron mang điện tích âm chuyển động trên các quỹ đạo tròn hay elíp giống như hệ Mặt Trời nên gọi là mẫu hành tinh nguyên tử.
Mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho gặp phải khó khăn là không giải thích được tính bền vững của các nguyên tử và sự tao thành quang phổ vạch của các nguyên tử.
Mẫu nguyên tử của Bo bao gồm mô hình hành tinh nguyên tử và hai tiên đề của Bo.
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, electron chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng.
Bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hyđrô:
\(r_n=n^2.r_0\), với n là số nguyên và \(r_0=5,3.10^{-11}(m)\), là bán kính Bo.
Bình thường, nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản. Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, gọi là trạng thái kích thích. Thời gian nguyên tử ở trạng thái kích thích rất ngắn (chỉ cỡ 10-8s). Sau đó nguyên tử chuyển về trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn và cuối cùng về trạng thái cơ bản.
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng \(E_n\) sang trạng thái dừng có năng lượng \(E_m\) nhỏ hơn thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng:
\(\varepsilon _{nm}=h.f{nm}=E_n-E_m\).
Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng \(E_m\) mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng \(h.f\) đúng bằng hiệu \(E_n-E_m\) thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng \(E_n\) lớn hơn.
Mẫu nguyên tử Bo giải thích được các quy luật của quang phổ nguyên tử Hyđrô.
Khi electron chuyển từ mức năng lương cao (\(E_{cao}\)) xuống mức năng lượng thấp hơn (\(E_\) thấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hoàn toàn xác định: \(h.f\) = \(E_{cao}\) – \(E_\) thấp.
Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng \(\lambda =\frac{c}{f}\) , tức là ứng với một vạch quang phổ có một màu nhất định.
Ngược lại, nếu một nguyên tử hyđrô đang ở một mức năng lương \(E_\) thấp nào đó mà nằm trong một chùm ánh sáng trắng, trong đó có 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 \(\varepsilon =h.f\) = \(E_{cao}\) – \(E_\) thấp để chuyển lên mức năng lượng \(E_{cao}\). Như vậy một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ làm cho trên nền quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối.
Khi nguyên tử hidro ở trạng thái n thì năng lượng và bán kính được xác định \(E_n=-\frac{13,6}{n^2}\) và \(r_n=n^2.r_0\), với \(n_0=5,3.10^{-11}(m)\). Khi bán kính của electron bằng 2,12.10-10 (m) thì năng lượng của nó bằng bao nhiêu?
Ta có
\(r_n=n^2.r_0\)
\(\Rightarrow 2,12.10^{-10}=n^2.5,3.10^{-11}\Rightarrow n^2=4\)
⇒ Năng lượng \(E_n=\frac{13,6}{n^2}=-\frac{13,6}{4}=-3,4 \ eV\)
Khi nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái E4 về E2 thì phát ra photon có bước sóng \(\lambda _{42}\). Khi nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái E5 về E3 thì phát ra photon có bước sóng \(\lambda _{53}\). Tìm \(\frac{\lambda _{53}}{\lambda _{42}}\) = ?
Ta có
\(\left.\begin{matrix} \varepsilon _{42}=\frac{hc}{\lambda _{42}}=E_4-E_2\\ \varepsilon _{53}=\frac{hc}{\lambda _{53}}=E_5-E_3 \end{matrix}\right\} \ \Rightarrow \frac{\varepsilon _{42}}{\varepsilon _{53}}=\frac{\lambda _{53}} {\lambda _{42}}=\frac{E_4-E_2}{E_5-E_3}\)
\(\Rightarrow \frac{\lambda _{53}}{\lambda _{42}}=\frac{-\frac{13,6}{4^2} -(-\frac{13,6}{2^2})}{-\frac{13,6}{5^2}-(-\frac{13,6}{3^2})}\)
\(\Rightarrow \frac{\lambda _{53}}{\lambda _{42}}=\frac{-\frac{1}{4^2}+\frac{1}{2^2}} {-\frac{1}{5^2}+\frac{1}{3^2}}=\frac{675}{256}\)
\(\Rightarrow \frac{\lambda _{53}}{\lambda _{42}}=\frac{675}{256}\)
Qua bài giảng Mẫu nguyên tử Bo này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Trình bày được mẫu nguyên tử Bo.
Phát biểu được hai tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử.
Giải thích được tại sao quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hiđrô lại là quang phổ vạch.
Vận dụng công thức cơ bản vào giải quyết một số bài tập dạng trắc nghiệm
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 33 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Câu 5- Câu 12: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 33 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 33.13 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.14 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.15 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.16 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.17 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.18 trang 97 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.19 trang 98 SBT Vật lý 12
Bài tập 33.20 trang 98 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 241 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 241 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 3 trang 241 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 4 trang 241 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.
Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thưLớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!
Nguồn : ADMIN :))Copyright © 2021 HOCTAPSGK