Giáo án vật lý 12 - Máy quang phổ - Các loại quang phổ

Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 1 Bài 39. MÁY QUANG PHỔ - CÁC LOẠI QUANG PHỔ I. MỤC TIÊU: 1) Hiểu được cấu trúc của máy quang phổ, tác dụng của từng bộ phận và nguyên tắc hoạt động của nó. 2) Nắm được khái niệm các loại quang phổ, cách tạo ra, tính chất và ứng dụng của nó. 3) Nắm được phương pháp phân tích quang phổ, các tiện lợi và ứng dụng của nó. II. CHUẨN BỊ: - GV: Vẽ trên giấy khổ lớn hình ảnh sơ đồ máy quang phổ lăng kính; quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ. - HS: Ôn tập kiến thức về lăng kính, thấu kính. III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Tiết 1 1) Kiểm tra bài cũ: Hoạt động 1. (10’) KIỂM TRA BÀI CŨ Nội dung: - Ánh sáng đơn sắc có bước sóng  trong TÁN I-âng về giao thoa ánh sáng, Biết khoảng vân i, bề rộng vùng giao thoa là L. Tìm số vân sáng trên màn. Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 2 - Sửa bài tập 6.29; 6.30 (SBT) 2) Bài mới: GV giới thiệu bài mới bằng cách: - Yêu cầu HS nhắc lại hiện tượng tán sắc, nguyên nhân của sự tán sắc. - Nêu câu hỏi: Các ánh sáng đơn sắc khác nhau qua lăng kính thì kết quả thế nào? Hoạt động 2. (10’) MÁY QUANG PHỔ LĂNG KÍNH. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG -Dùng tranh vẽ phóng to, giới thiệu cấu tạo và tác dụng của từng bộ phận của máy quang phổ (SGK) -Giới thiệu nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ lăng kính. -Nêu câu hỏi: H. Các chùm đơn sắc qua lăng kính sẽ thu được ở đâu? -Ghi nhận phần giới thiệu về máy quang phổ. -Trả lời câu hỏi: Các chùm đơn sắc lệch theo các phương khác nhau thu trên tiêu diện của thấu kính L2. Mỗi vạch màu ứng với 1 thành phần đơn sắc. 1) Cấu tạo: Mô tả như SGK. 2) Nguyên tắc hoạt động: SGK. Hoạt động 3. (15’) - Cho HS quan sát hình ảnh quang phổ liên tục của một số nguồn phát như: mặt trời; đèn - Quan sát, nêu nhận xét: + Có dãi sáng, màu sắc khác - Quang phổ gồm nhiều dãi màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 3 dây tóc nóng sáng. H. Nếu nguồn phát là nguồn phát ánh sáng trắng, trên kính ảnh quan sát được như thế nào? - Hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi C1 (trang 214) và C2. H. Các vật gì, ở điều kiện nào cho quang phổ liên tục? - Giới thiệu nguồn phát. - Tính chất của quang phổ liên tục, mô tả sự phụ thuộc về màu quang phổ liên tục của một miếng sắt được đun nóng, hướng dẫn HS nhận xét. H. Ứng dụng gì khi phân tích quang phổ liên tục? nhau, nối liền một cách liên tục. + Nhiệt độ cao, quang phổ sáng hơn, nguồn phát bức xạ dần về miền bước sóng ngắn. -Từ các VD về sự phát sáng của nguồn được đốt nóng, tìm hiểu ứng dụng của quang phổ liên tục. liên tục. - Các chất rắn, lỏng, khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra quang phổ liên tục. - Quang phổ không phụ thuộc bản chất nguồn sáng, chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng. Ở mọi nhiệt độ, vật đều bức xạ. Nhiệt độ tăng dần thì bức xạ càng mạnh và lan dần từ bức xạ có bước sóng dài đến bức xạ có bước sóng ngắn. Hoạt động 4. (10’) Tìm hiểu QUANG PHỔ VẠCH PHÁT XẠ H. Trong điều kiện chất khí ở áp suất thấp hoặc chất hơi nóng sáng thì cho quang phổ như thế nào? -Cho HS quan sát hình ảnh một số quang phổ khí. Nêu câu hỏi - Quan sát, thảo luận và rút ra nhận xét: - Quang phổ gồm những vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những vạch tối. - Do chất khí, hơi ở áp suất thấp bị Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 4 C3. -Đưa ra khái niệm quang phổ vạch phát xạ, cách tạo ra và tính chất sau khi gợi ý để HS trả lời câu hỏi. H. Thế nào là quang phổ phát xạ? Quang phổ do nguồn thế nào phát ra? Có những tính chất gì? Ứng dụng được gì từ quang phổ vạch phát xạ? + Có những vạch màu riêng lẻ trên nền tối. + Nguyên tố khác nhau, phát xạ cho quang phổ vạch khác nhau. - Trả lời câu hỏi C3 và câu hỏi gợi ý của GV? kích thích phát ra. - Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng xác định. - Có thể ứng dụng trong việc phát hiện sự hiện diện của nguyên tố trong hợp chất. Tiết 2. Hoạt động 1. (10’) ÔN TẬP NỘI DUNG VỀ QUANG PHỔ LIÊN TỤC, QUANG PHỔ VẠCH PHÁT XẠ GV nêu câu hỏi gợi ý: 1) Hãy phân Biết về hình dạng, nguồn phát và tính chất của hai loại quang phổ. 2) Ứng dụng được gì từ hai loại quang phổ trên? Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu QUANG PHỔ VẠCH HẤP THỤ. H. Hãy nêu nhận xét về hình ảnh của hình 39.2. Quan sát, rút ra các nhận xét: -Các vạch đen trên nền quang 1-Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do bị chất khí hay hơi Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 5 -Giới thiệu cách tạo ra quang phổ vạch hấp thụ của Natri (SGK). Đưa ra khái niệm về quang phổ vạch hấp thụ. Nêu câu hỏi: H. So sánh quang phổ vạch hấp thụ với quang phổ vạch của cùng một nguyên tố? - Nêu điều kiện để có quang phổ vạch hấp thụ. - Từ nhận xét của HS, đưa ra hiện tượng đảo vạch trong quang phổ hấp thụ. Đưa ra định luật về phát xạ và hấp thụ của mỗi nguyên tố hóa học sau khi nêu câu hỏi để HS nhận xét. H. Hiện tượng đảo vạch quang phổ cho thấy khả năng phát xạ và hấp thụ các bức xạ của nguyên tố hóa học như thế nào? -Hướng dẫn HS rút ra tính chất của quang phổ vạch hấp thụ vá ứng dụng để làm gì? phổ liên tục trùng với vị trí các vạch màu trong quang phổ vạch phát xạ. -Quang phổ phát sinh khi cho ánh sáng trắng đi qua một chất khí bay hơi nung nóng ở áp suất thấp. -Mỗi nguyên tố có quang phổ hấp thụ đặc trưng cho nguyên tố đó. -Tìm hiểu ứng dụng của quang phổ. hấp thụ là quang phổ vạch hấp thụ của khí hay hơi đó. 2-Chỉ thu được khi nhiệt độ đám khí hay hơi hấp thụ thấp hơn nhiệt độ nguồn sáng phát quang phổ liên tục. 3)Quang phổ hấp thụ của mỗi nguyên tố có tính chất đặc trưng cho nguyên tố đó. Có thể nhận Biết sự có mặt của nguyên tố đó trong một hỗn hợp hay hợp chất. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu PHÉP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao 6 -Nêu các câu hỏi gợi ý: H. Dùng máy quang phổ để nghiên cứu các loại quang phổ trên có tác dụng gì trong việc tìm hiểu cấu tạo của các chất? -Giới thiệu định nghĩa về phân tích quang phổ? (SGK) H. So sánh phép phân tích quang phổ với các phép phân tích khác? Tìm những ưu điểm của phân tích quang phổ? + Thảo luận nhóm, suy luận và tìm hiểu nội dung. -Có thể suy ra thành phần cấu tạo của nguồn sáng. -Suy ra được nhiệt độ, áp suất của nguồn sáng. + So sánh với các phép phân tích khác. + Ghi nhận theo SGK. 1) Định nghĩa. 2) Ưu điểm Ghi nhận theo SGK. Hoạt động 4. (5’) Hướng dẫn ôn tập. + Hướng dẫn HS so sánh các loại quang phổ về 4 nội dung: Định nghĩa, nguồn phát và tính chất, ứng dụng. + Làm bài tập 1, 2, 3, 4 SGK. IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung: