Giáo án chuyên đề Vật lí 12 cánh diều Bài 2: Quang phổ vạch của nguyên tử

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- HS tìm hiểu nội dung và trả lời một số câu hỏi:

+ Thế nào là quang phổ của ánh sáng trắng?

+ Quang phổ phát xạ là gì?

+ Thế nào là quang phổ liên tục?

Điều kiện tạo thành quang phổ liên tục. 

Tính chất của quang phổ liên tục.

- HS thảo luận, trả lời Câu hỏi 1 (SGK -tr.59)

1. Dựa vào đặc điểm nào của quang phổ liên tục có thể xác định nhiệt độ của vật nóng ở rất xa.

+ Thế nào là quang phổ vạch phát xạ?

Điều kiện tạo thành quang phổ phát xạ?

Tính chất của quang phổ phát xạ?

- HS thảo luận, trả lời Câu hỏi 2 (SGK -tr.59)

2. Hãy ước lượng bước sóng của vạch đỏ, vạch lam, vạch chàm và vạch tím trong quang phổ vạch phát xạ của hydrogen.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về quang phổ.

I. QUANG PHỔ PHÁT XẠ

- Quang phổ của ánh sáng trắng: Khi ánh sáng trắng (từ Mặt Trời hoặc từ đèn sợi đốt phát ra) tán sắc qua lăng kính, có thể quan sát được một vùng sáng gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục.

- Quang phổ phát xạ là quang phổ của ánh sáng do các chất khi được nung nóng phát ra.

- Quang phổ phát xạ có 2 loại chính là quang phổ liên tục và quang phổ vạch phát xạ.

1. Quang phổ liên tục

- Quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục, được gọi là quang phổ liên tục.

- Các chất rắn, chất lỏng và những chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng đều phát ra quang phổ liên tục.

- Quang phổ liên tục không phụ thuộc bản chất của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của vật.

Ví dụ (Hình 2.2)

Trả lời Câu hỏi 1 (SGK -tr.59)

Quang phổ liên tục không phụ thuộc bản chất của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của vật.

2. Quang phổ vạch phát xạ

- Quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối, được gọi là quang phổ vạch phát xạ.

- Quang phổ vạch phát xạ do chất khí hoặc hơi kim loại ở áp suất thấp phát ra, khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện.

- Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích, phát ra các bức xạ có bước sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho nguyên tố ấy.

Ví dụ: Hình 2.3

Trả lời Câu hỏi 2 (SGK -tr.59)

Bước sóng ứng với vạch tím là 0,4102 µm; vạch chàm là 0,4340 µm; vạch lam là 0,4861 µm và vạch đỏ là 0,6563 µm.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu trạng thái dừng của nguyên tử

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- HS tìm hiểu về quang phổ vạch hấp thụ, GV chiếu hình 2.4 và giải thích về việc tạo ra các vạch tối trên nền quang phổ liện tục, HS trình bày:

+ Thế nào là quang phổ vạch hấp thụ.

+ Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ.

- HS trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr.60).

3. Tại sao có thể nói quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả các hoạt động, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận.

II. QUANG PHỔ VẠCH HẤP THỤ

- Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí (hay hơi kim loại) hấp thụ được gọi là quang phổ vạch hấp thụ của khí (hay hơi) đó.

- Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.

Ví dụ: Quang phổ của ánh sáng mà ta thu được từ các ngôi sao là quang phổ vạch hấp thụ. 

- Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố đặc trưng cho nguyên tố đó. 

Trả lời Câu hỏi 3 (SGK -tr.60)

Có thể nói quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ vì: điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục mà nhiệt độ của khí quyển Trái Đất thấp hơn nhiệt độ của Mặt Trời.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- HS tìm hiểu nội dung SGK và trả lời câu hỏi:

+ Trình bày đề xuất của Niels Bohr về trạng thái dừng của nguyên tử.

- GV nhấn mạnh về vai trò của đề xuất này trong vật lí lượng tử.

………………….

III. GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH VẠCH QUANG PHỔ

1. Các mức năng lượng của nguyên tử

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

Ví dụ: 

…………………