Giáo án vật lý 12 - Mẫu nguyên tử BO quang phổ vạch của nguyên tử hydro

1 Bài 48. MẪU NGUYÊN TỬ BO QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO I. MỤC TIÊU: 1) Kiến thức: - Hiểu và nắm được các tiên đề của BO và mẫu nguyên tử BO. - Hiểu được sự tạo thành quang phổ vạch của NGUYÊN tử Hydro. 2) Kĩ năng: - Vận dụng công thức 47.2 để xác định bước sóng các vạch quang phổ của nguyên tử hydro. II. CHUẨN BỊ: - GV: Vẽ phĩng to hình 47.3 v 47.4 để giải thích sự tạo thành quang phổ của nguyên tử hydro. - HS: Ơn tập về cấu tạo nguyên tử trong hóa học và thuyết lượng tử ánh sáng. III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Tiết 1. MẪU NGUYÊN TỬ BO. 1) Kiểm tra: (5’) Nội dung: - So sánh hiện tượng quang điện trong và hiện tượng quang dẫn? - Giải thích sự xuất hiện suất điện động trong pin quang điện khi chiếu ánh sáng thích hợp? 2 2) Bài mới: (40’) Hoạt động 1.( 25’) TIÊN ĐỀ 1. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG 1) Gọi HS nhắc lại: mơ hình cấu tạo NGUYÊN tử Rơzơpho (học trong hóa học). Nêu hạn chế của mẫu này: -Ph vỡ sự tồn tại của hạt nhn. -Không giải thích được sự tồn tại của nguyên tử và quang phổ vạch của nguyên tử. 2) Giới thiệu nội dung tiên đề 1. 3) Từ nội dung tiên đề, nhấn mạnh: -Trạng thái dừng có năng lượng xác định thấp nhất: trạng thái cơ bản. -Trạng thái kích thích: có năng lượng cao hơn. -Electron quay trên quỹ đạo có -Nu cấu tạo của NGUYÊN tử. + hạt nhận ở giữa. + electron quay xung quanh hạt nhn. -Phân tích, thảo luận các vấn đề: khi electron quay quanh hạt nhân: + Nguyên tử bức xạ sóng điện từ, năng lượng e giảm nên rơi vào hạt nhân. + Sóng điện từ nguyên tử bức xạ có  Bàiến thin lin tục  NGUYÊN tử cho quang phổ lin tục. Nội dung tiên đề: (SGK) -Trạng thái cơ bản. -Trạng thi kích thích. -Quỹ đạo dừng. Với NGUYÊN tử Hydro: 3 bán kính xác định ứng với mỗi trạng thái dừng. 4) Giới thiệu Bàiểu thức năng lượng và bán kính quỹ đạo của nguyên tử và electron của nguyên tử hydro. Nêu câu hỏi. H. Nhận xt gì về năng lượng nguyên tử và bán kính quỹ đạo của electron. -Nhận Bàiết cc hạn chế của mẫu ny từ phn tích của GV -Ghi nhận kiến thức về năng lượng và bán kính quỹ đạo của electron: 2 2 0 13,6 ( )n n E eV n r n r    2 2 0 13,6 ( )n n E eV n r n r    r0 = 5,3.10-11(m) Bn kính Bo (bn kính nhỏ nhất) Hoạt động 2. (15’) TIÊN ĐỀ 2. Nêu vấn đề gợi ý: H. Khi nào nguyên tử bức xạ? Năng lượng nguyên tử bức xạ dưới dạng nào? -Giới thiệu nội dung tiên đề 2. Đưa ra công thức 47.2. Kết hợp với hình 47.1 về sự -Thảo luận nhĩm: + Nguyên tử bức xạ, năng lượng giảm  NGUYÊN tử phải chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp. -Phn tích nội dung của hình 47.1. Nội dung tiên đề. (SGK) 4 chuyển mức năng lượng khi hấp thụ và bức xạ photon để giới thiệu nội dung tiên đề. Nêu câu hỏi gợi ý. H. Năng lượng photon phát ra có giá trị thế nào? Tại sao nguyên tử phát những bức xạ có bước sóng không liên tục? H. Khi NGUYÊN tử chuyển trạng thi dừng, electron NGUYÊN tử thế no? -Trả lời Câu hỏi: Ở mỗi trạng thái dừng, bán kính quỹ đạo của electron có bán kính xác định. Do đó khi nguyên tử chuyển trạng thái thì electron cũng chuyển quỹ đạo. Tiết 2. QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO Hoạt động 1. (30’) QUANG PHỔ CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO * Giới thiệu kết quả thực nghiệm quang phổ vạch của NGUYÊN tử hydro. -Tạo tHÀNH từng vạch ring Bàiệt (Cho HS xem lại hình 39.1) -Tạo tHÀNH dy (Laiman; Banme; Pasen) * Giới thiệu bước sóng các -Nhắc lại cấu tạo NGUYÊN tử hydro, quang phổ vạch của cc NGUYÊN tố. (tính chất v cch tạo ra) -Trả lời Câu hỏi. + Bức xạ thuộc vùng hồng ngoại và tử ngoại nên không * Quang phổ vạch, sắp xếp tHÀNH cc dải ring Bàiệt. -Dy Laiman: trong miền tử ngoại. -Dy Banme: gồm cc vạch trong miền hồng ngoại v miền ÁNH SÁNG nhìn thấy: H, H, H, H. 5 vạch trong dy Banme. (, , , ) * Nêu lần lượt câu hỏi gợi ý: H. Vì sao ở dy Laiman v Pasen khơng quan st được các vạch? H. Vận dụng công thức nào để giải thích sự tạo tHÀNH cc vạch quang phổ? * Hướng dẫn Hs vận dụng tiên đề Bo. + Các vạch ứng với sự bức xạ khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao xuống trạng thái dừng có năng lượng thấp. + Mỗi photon bức xạ ứng với 1 sóng đơn sắc. * Kết hợp với sơ đồ 47.4 hướng dẫn HS giải thích sự tạo thành các dải. -Cần lưu ý HS: Tần số, bước sóng của các vạch trong mỗi dy trn sơ đồ 47.4 (Sắp xếp …) quan sát được. -Thảo luận nhĩm, trả lời Câu hỏi: Giải thích sự tạo tHÀNH cc vạch v dy quang phổ. -Vận dụng sơ đồ 47.4. Cá nhân trình by sự tạo tHÀNH cc dy. -Dy Pasen; trong miền hồng ngoại. * Giải thích: -Khi nhận được năng lượng kích thích, nguyên tử hydro chuyển từ trạng thái cơ bản lên các trạng thái kích thích. Khi chuyển về trạng thái có năng lượng thấp, nguyên tử phát ra các photon khác nhau. (tần số, bước sóng khác nhau). -Các electron từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K tạo thành dải Laiman. -Cc electron từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L tạo thành dải Banme. -Các electron từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M tạo thành dải Pasen. 6 Hoạt động 2. (10’) GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG TIÊN ĐỀ BO. -Giới thiệu nội dung Bài tốn. Cho Bàiết: + Dải Laiman: vạch phổ thứ nhất o = 122nm. + Dải Banme: = 0,656m; = 0,486m. Tìm  vạch tiếp của dải Laiman và vạch đầu trên dải Pasen. -Hướng dẫn HS giải (sau khi HS thảo luận, trình by cch giải) -Thảo luận nhĩm, trình by cch giải. +Viết cơng thức Bo, vận dụng cho các vạch phổ Bàiết và cần xác định. + Lập hệ pt với những vạch phổ có bước sóng đ Bàiết v cần tìm. + Giải hệ pt, tìm kết quả. -C nhn thực hiện việc giải Bài tốn, trình by kết quả. Vận dụng cơng thức Bo cho cc vạch quang phổ: + Dy Laiman; 0 2 3 (1) (2) (3) L K M K N K hc E E hc E E hc E E          + Dy Banme: (4) (5) M L N L hc E E hc E E         +Dy Pasen: 1 (6)N M hc E E    3) HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ (5’) - Pht phiếu học tập với Bài tập vận dụng kiến thức của Bài, Yêu cầu HS thực hiện ở nh. - Hướng dẫn chuẩn bị bài mới. IV. RÚT KINH NGHIỆM: