Chi tiết thông tin

Bài 26: Các loại quang phổ

44 View

Lý thuyết Các loại quang phổ

I) Máy quang phổ lăng kính.

- Khái niệm: là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp (đa sắc) thành những thành phần ánh sáng đơn sắc tạo nên nó. - Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng - Cấu tạo: gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc, buồng tối.

+) Ống chuẩn trực: là 1 ống có 1 đầu đặt thấu kính hội tụ L_1, đầu kia là 1 khe hẹp F đặt tại tiệu cự chính của L_1. Khi chiếu ánh sáng qua ống chuẩn trực ta được 1 chùm sáng song song ( để đảm bảo góc tới lăng kính của tất cả các ánh sáng là bằng nhau) +) Hệ tán sắc: bao gồm một (hoặc nhiều) lăng kính P. chùm sáng đa sắc song song sau khi đi qua lăng kính sẽ bị phân tán thành nhiều chùm tia đơn sắc song song với các góc lệch khác nhau. +) Buồng tối ( buồng ảnh): Là một hộp kín ánh sáng , một đầu có thấu kính hội tụ L_2, đầu kia đặt một phim ảnh (kính ảnh) đặt ở mặt phẳng tiêu diện của L_2. Các chùm sáng song song ra khỏi hệ tán sắc, sau khi qua L_2 sẽ hội tụ tại các điểm trên phim ảnh gọi là vạch quang phổ.

II) Các loại quang phổ:

- Phân loại: Quang phổ liên tục Quang phổ phát xạ Quang phổ hấp thụ Bảng so sánh các loại quang phổ

	Quang phổ liên tục	Quang phổ vạch phát xạ	Quang phổ vạch hấp thụ
Khái niệm	Là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liên nhau một cách liên tục	Là hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi nhưng khoảng tối.	Là quang phổ liên tục bị thiếu một số vạch màu do bị chất khí hay hơi hấp thụ
Ví dụ	Quang phổ của ánh sáng mặt trời	Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử Hidro	Quang phổ hấp thụ của hơi Hidro
Nguồn phát	Các chất rắn, lỏng, khí bị nung nóng ở áp suất lớn	Chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích bằng nhiệt hoặc điện	Nhiệt độ của đám khí (hơi) phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ánh sáng liên tục
Tính chất	Không phụ thuộc vào bản chất mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát. Khi nhiệt độ tăng dần nguồn sẽ dần phát ra các ánh sáng có bước sóng giảm dần, nhiệt độ càng cao vùng sáng nhất có bước sóng càng ngắn	Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó. Chúng khác nhau về số lượng vạch, vị trí vạch ( bước sóng) và độ sáng giữa các vạch.	Quang phổ vạch hấp thụ cũng đặc trưng cho từng nguyên tố. nguyên tố đó phát xạ ra ánh sáng nào thì sẽ hấp thụ ánh sáng ấy.
Ứng dụng	Đo nhiệt độ của các vật nóng sáng ở nhệt độ cao như các ngôi sao qua quang phổ của nó	Để phân tích cấu tạo chất	Để phân tích cấu tạo chất

Bài 1 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Quang phổ vạch phát xạ là gì ? Điều kiện để có quang phổ vạch phát xạ là gì ?Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ là gì ? Lời giải: Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. Điều kiện để có quang phổ vạch phát xạ là gì : Các chất khí ở áp suất thấp phát ra, khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện. Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ là gì : Quang phổ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, về vị trí (hay bước sóng) và độ sáng tỉ đối giữa các vạch. Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó.

Bài 2 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Quang phổ liên tục là gì ? Điều kiện để có quang phổ liên tục là gì ? Đặc điểm của quang phổ liên tục là gì ? Lời giải: Quang phổ liên tục là một dải màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục. Điều kiện để có quang phổ liên tục là các chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng. Đặc điểm của quang phổ liên tục là không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát.

Bài 3 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Quang phổ hấp thụ là gì ? Trình bày cách tạo ra quang phổ hấp thụ. Đặc điểm của quang phổ hấp thụ là gì ? Lời giải: Quang phổ hấp thụ là các vạch hay đám vạch tối trên nền của một quang phổ liên tục. Cách tạo ra quang phổ hấp thụ : Dùng một bóng đèn điện dây tóc chiếu sáng khe F của một máy quang phổ. Trên tiêu diện của thấu kính buồng tối, có một quang phổ liên tục của dây tóc bóng đèn. Đèn xen giữa đèn và khe F một cốc thủy tinh đựng dung dịch màu, thì trên quang phổ liên tục ta thấy có một số dải đen. Quang phổ liên tục, thiếu các ánh sáng do bị dung dịch hấp thụ, được gọi là quang phổ hấp thụ của dung dịch. Đặc điểm của quang phổ hấp thụ là : Quang phổ hấp thụ của các chất khí chứa các vạch hấp thụ và là đặc trưng cho chất khí đó. Quang phổ hấp thụ của chất lỏng và chất rắn lại chứa các "đám", mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.

Bài 4 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Quang phổ vạch phát xạ do chất nào dưới đây bị nung nóng phát ra ? A. chất rắn B. chất lỏng C. chất khí ở áp suất thấp D. chất khí ở áp suất cao Lời giải: Chọn đáp án C. Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi có áp suất thấp và bị kích thích (bởi nhiệt độ cao hay điện trường mạnh…) phát ra.

Bài 5 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Chỉ ra câu sai. Quang phổ liên tục được phát ra bởi chất nào dưới đây khi bị nung nóng ? A. chất rắn. B. chất lỏng C. chất khí ở áp suất thấp D. chất khí ở áp suất cao Lời giải: Chọn đáp án C. + Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng và chất khí có áp suất lớn bị nung nóng phát ra. + Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi có áp suất thấp và bị kích thích (bởi nhiệt độ cao hay điện trường mạnh…) phát ra.

Bài 6 (trang 137 SGK Vật Lý 12):

Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vậy các vạch đỏ và vạch tím nằm thế nào ? Lời giải: Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vạch đỏ nằm bên phải vạch lam. Vạch đỏ nằm bên phải vạch lam. Vạch tím nằm bên trái vạch chàm.

Trắc nghiệm Bài 26

Bài 1: Quang phổ liên tục: A. phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng B. phụ thuộc bản chất của nguồn sáng C. phụ thuộc đồng thời vào nhiệt độ và bản chất của nguồn sáng D. không phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của nguồn sáng

Hiển thị đáp án

- Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật. - Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím. Chọn đáp án A

Bài 2: Biết quang phổ vạch phát xạ của một chất hơi có hai cjahc màu đơn sắc, ứng với các bước sóng λ₁ và λ₂ (với λ₁ < λ₂) thì quang phổ hấp thụ của chất hơi ấy sẽ là: A. quang phổ liên tục bị thiếu hai vạch ứng với các bước sóng λ₁ và λ₂ B. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng nhỏ hơn λ₁ C. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng trong khoảng từ λ₁ đến λ₂ D. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng lớn hơn λ₂

Hiển thị đáp án

- Ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sảng đơn sác nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó. Chọn đáp án A

Bài 3: Chọn phát biểu đúng: A. Quang phổ vạch phát xạ không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, không phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng. B. Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng. C. Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống cách vạch màu riêng rẽ nằm trên nền tối. D. Quang phổ vạch cho ta biết được thành phần hóa học của một chất và nhiệt độ của chúng.

Hiển thị đáp án

- Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật. Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím. Chọn đáp án B

Bài 4: Tìm phát biểu sai. - Quang phổ vạch phát xạ: A. của hai chất khác nhau không thể có các vạch có vị trí trùng nhau. B. của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về: số lượng, vị trí màu sác và độ sáng của các vạch quang phổ. C. do các chất khí hay hơi có tỉ khối nhỏ, bị nung nóng phát ra. D. phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.

Hiển thị đáp án

- Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi được nung đến nhiệt độ cao hoặc được kích thích bằng điện đến phát sáng phát ra quang phổ vạch phát xạ. - Đặc điểm: + Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng các vạch, vị trí các vạch (cũng đồng nghĩa với sự khác nhau về màu sắc các vạch) và độ sáng tỉ đối của các vạch. + Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó. Chọn đáp án D

Bài 5: Có các nguồn phát sáng sau: 1. Bếp than đang cháy sáng. 2. Ống chưa khí hyđrô loãng đang phóng điện. 3. Ngọn lửa đèn cồn có pha muối. 4. Hơi kim loại nóng sáng trong lò luyện kim. 5. Khối kim loại nóng chảy trong lò luyện kim. 6. Dây tóc của đèn điện đang nóng sáng. - Những nguồn sau đây cho quang phổ liên tục: A. 1 ; 2 ; 4 B. 1 ; 5 ; 6 C. 4 ; 3 ; 6 D. 3 ; 5 ; 6

Hiển thị đáp án

- Những nguồn sau đây cho quang phổ liên tục là các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí áp suất cao (chất khí có tỉ khối lớn) được nung nóng đến phát sáng phát ra. - Ví dụ: Bếp than đang cháy sáng. Khối kim loại nóng chảy trong lò luyện kim. Dây tóc của đèn điện đang nóng sáng. Chọn đáp án B

Bài 6: Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là khối khí hay hơi: A. ở áp suất thấp được nung nóng. B. ở nhiệt độ bất kì được chiếu bởi ánh sáng trắng. C. được chiếu bởi nguồn phát ánh sáng trắng có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của khối khí. D. được chiếu bởi nguồn phát quang phổ vạch. Nhiệt độ của nguồn nhỏ hơn nhiệt độ của khối khí.

Hiển thị đáp án

- Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là khối khí hay hơi được chiếu bởi nguồn phát ánh sáng trắng có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của khối khí. Chọn đáp án C

Bài 7: Hiện tượng đảo sắc của các vạch quang phổ chứng tỏ: A. trong cùng một điều kiện, vật chất đồng thời hấp thụ và bức xạ ánh sáng. B. mọi vật đều hấp thụ và bức xạ cùng một loại ánh sáng như nhau. C. các vạch tối xuất hiện trên quang phổ liên tục chứng tỏ ánh sáng là sóng. D. nguyên tử phát xạ ánh sáng nào thì cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đó.

Hiển thị đáp án

- Trong thí nghiệm tạo ra quang phổ vạch hấp thụ, nếu tắt nguồn sáng trắng thấy nền quang phổ liên tục biến mất, đồng thời các vạch tối của quang phổ hấp thụ biến thành các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chính đám hơi đó. Hiện tượng này gọi là hiện tượng đảo sắc của các vạch quang phổ ⇒ ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sảng đơn sác nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó. Chọn đáp án D

Bài 8: Nếu chiếu ánh sáng trắng qua lớp hơi natri nung nóng rồi cho qua khe của kính quang phổ, nhiệt độ của nguồn sáng bằng nhiệt độ của hơi natri thì trên màn của kính quang phổ ta thu được: A. quang phổ liên tục B. quang phổ vạch phát xạ C. quang phổ vạch hấp thụ D. đồng thời quang phổ liên tục và quang phổ vạch hấp thụ

Hiển thị đáp án

- Vì nhiệt độ của nguồn sáng bằng nhiệt độ của hơi natri thì trên màn của kính quang phổ ta chỉ thu được quang phổ liên tục. Quang phổ vạch hấp thụ chưa đủ điều kiện. Chọn đáp án A

Bài 9: Quang phổ vạch phát xạ của natri có hai vạch càng với bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm. Quang phổ vạch hấp thụ của natri sẽ: A. thiếu hai vạch có bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm. B. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 0,5890 µm. C. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng lớn hơn 0,5896 µm. D. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng trong khoảng từ 0,5890 µm và 0,5896 µm.

Hiển thị đáp án

- Quang phổ vạch phát xạ của natri có hai vạch càng với bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm thì quang phổ vạch hấp thụ của natri sẽ thiếu hai vạch có bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm. Chọn đáp án A

Bài 10: Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố giống nhau về: A. cách tạo ra quang phổ B. màu của các vạch quang phổ C. vị trí của các vạch quang phổ D. tính chất không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Hiển thị đáp án

- Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố giống nhau về vị trí của các vạch quang phổ. Chọn đáp án C

Bài 11: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để: A. tổng hợp ánh sáng trắng từ các ánh sáng đơn sắc B. phân tích chùm sáng phức tạp ra các thành phần đơn sắc C. đo bước sóng của các ánh sáng đơn sắc D. nhận biết thành phần cấu tạo của một nguồn phát quang phổ liên tục

Hiển thị đáp án

- Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Chọn đáp án B

Bài 12: Tìm phát biểu sai: Trong ống chuẩn trực của máy quang phổ A. Thấu kính L₁ dặt trước lăng kinh có tác dụng tạo ra các chùm sáng song song, thấu kính L₂ dặt sau lăng kinh có tác dụng hội tụ các chùm tia song song, B. Lăng kinh có tác dụng chính là làm lệch các tia sáng về phía đáy sao cho chúng đi gần trục chính của thấu kinh C. Khe sáng S đặt tại tiêu diện của thấu kinh L₁ D. Màn quan sát E đặt tại tiêu diện của thấu kính L₂

Hiển thị đáp án

- Tác dụng chính của lăng kính là phân tích chùm sáng phức tạp ra các thành phần đơn sắc. - Ống chuẩn trực: Một đầu là TKHT L₁, đầu còn lại có 1 khe hẹp F nằm ở tiêu diện TKHT L₁ để cho chùm tia ló song song. - Buồng ảnh: Là một hộp kín, một đầu là thấu kính hội tụ L₂ (nằm sau lăng kính) đầu còn lại là kính ảnh đặt tại tiêu diện của L₂. Chùm ánh sáng đơn sắc song song khi vào buồng ảnh tạo thành nhiều ảnh của nguồn sáng, mỗi ảnh ứng với một bước sóng xác định gọi là vạch quang phổ. Chọn đáp án B

Bài 13: Chiếu ánh sáng Mặt Trời tới khe hẹp F của máy quang phổ lăng kính thì chùm sáng thu được khi ra khỏ hẹ tán sác là A. chùm ánh sáng trăng song song B. nhiều chùm ánh sáng đơn sắc song song nhau truyền theo các phương khác nhau C. nhiều chùm ánh sáng đơn sắc song song nhau truyền theo cùng một phương D. gồm nhiều chùm ánh sáng đơn sắc hội tụ

Hiển thị đáp án

- Hệ tán sắc: Gồm 1 hoặc vài lăng kính P để phân tích chùm ánh sáng song song thành các chùm ánh sáng đơn sắc song song. Chọn đáp án B

Bài 14: Cho ánh sáng từ một nguồn qua máy quang phổ thì ở buồng ảnh ta thu được dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến vàng. Quang phổ của nguồn đó là quang phổ: A. liên tục B. vạch phát xạ C. vạch hấp thụ D. vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ

Hiển thị đáp án

- Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục (liền nhau, không bị đứt đoạn) bắt đầu từ màu đỏ đến màu tím. Chọn đáp án A

Bài 15: Một lượng khí bị nung nóng có thể phát ra quang phổ liên tục khi có: A. khối lượng riêng nhỏ B. mật độ thấp C. áp suất thấp D. khối lượng riêng lớn

Hiển thị đáp án

- Quang phổ liên tục do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí áp suất cao (chất khí có tỉ khối lớn) được nung nóng đến phát sáng phát ra. Chọn đáp án D

Bài 16: Chất nào dưới đây không phát ra quang phổ liên tục khi bị nung nóng? A. chất rắn B. chất lỏng C. chất khí ở áp suất thấp D. chất khí ở áp suất cao

Hiển thị đáp án

- Chất không phát ra quang phổ liên tục khi bị nung nóng là chất khí ở áp suất thấp. Chọn đáp án C

Bài 17: Chọn phát biểu đúng: A. Nguồn phát ra quang phổ liên tục là vật rắn, lỏng hoặc khí có tỉ khối lớn B. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ là các chất khi hoặc hơi có tỉ khối nhỏ bị nung nóng. C. Nguồn phát ra quang phổ vạch hấp thụ là các chất hơi hoặc khí có tỉ khối nhỏ bị nung nóng. D. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ là các chất hơi hoặc khí có tỉ khối nhỏ được chiếu sáng.

Hiển thị đáp án

- A sai vì thiếu điều kiện khối chất bị nung nóng. - C, D sai vì mỗi phương án mới chỉ nêu được một yêu cầu có thể tạo quang phổ vạch hấp thụ. Chọn đáp án B

Mục lục Giải bài tập Vật Lí 12 hay nhất

Chương 1: Dao động cơ