Giải bài 33.16, 33.17, 33.18, 33.19, 33.20 trang 97 sách bài tập vật lí 12

Năng lượng của nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng được xác định bởi công thức({E_n} = {{ – 13,6} over {{n^2}}})(eV) (với n= 1,2, 3,…). n = 1 ứng với trạng thái cơ bản (trạng thái K) ; n = 2, 3, 4… ứng với các trạng thái kích thích (các trạng thái L, M, N,…). Quang phổ của nguyên tử hiđrô trong vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch là : đỏ, lam, chàm và tím.Các vạch này ứng với sự chuyển của các nguyên tử hiđrô từ các trạng thái kích thích M, N, O, P vể trạng thái LHãy tính bước sóng ánh sáng ứng với các vạch đỏ, lam, chàm và tím.

Bài 33.16 trang 96 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Biết độ lớn của năng lượng toàn phần của êlectron trong nguyên tử hiđró thì tỉ lệ nghịch với độ lớn của bán kính quỹ đạo. Năng lượng toàn phần của êlectron gồm động năng của êlectron và thế năng tương tác của nó với hại nhân. Mặt khác, lại biết năng lượng toàn phần của êlectron trên quỹ đạo càng xa hạt nhân thì càng lớn. Gọi WKvà WNlà năng lượng toàn phần của êlectron trên các quỹ đạo K và N. TínhWNtheo WK

Hướng dẫn giải chi tiết

Ta có :(left| {{{rm{W}}_K}} right| = {A over {{r_K}}};,left| {{{rm{W}}_N}} right| = {A over {{r_N}}})là môt hê số tỉ lệ.

Mặt khác, ta lại có : rN= 16rK.

Do đó, |WK|= 16|WN| hay WK= 16WN.

Nếu WKvà WNđều dương thì WK> WN. Điều đó không đúng. Vậy cả WKvà WNđều âm và WN= WK(với WK<WN< 0)

Xem thêm:  Mẫu giáo án môn Toán THCS theo công văn 5512

Bài 33.17 trang 97 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 0,1026 (mu)m. Tính năng lượng của phôtôn này theo eV.

Lấy h = 6,625.10-34J.s ; e = 1,6.10-19c và c = 3.108m/s.

Hướng dẫn giải chi tiết

Theo bài ra ta có

(eqalign{
& varepsilon = {{hc} over lambda } = {{6,{{625.10}^{ – 34}}{{.3.10}^8}} over {0,{{1026.10}^{ – 6}}}}{rm{ = 193}},{rm{7}}.{rm{1}}{{rm{0}}^{ – 20}} cr
& {rm{ = }}{{{rm{193}},{rm{7}}.{rm{1}}{{rm{0}}^{ – 20}}} over {1,{{6.10}^{ – 19}}}}{rm{ = 12}},{rm{1eV}} cr} )


Bài 33.18 trang 97 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức ({E_n} = {{ – 13,6} over {{n^2}}})(eV) (với n = 1, 2, 3,). n = 1 ứng với trạng thái cơ bản và quỹ đạo K, gần hạt nhân nhất : n = 2, 3, 4…ứng với các trạng thái kích thích và các quỹ đạo L, M, N,…

a)Tính năng lượng của phôtôn (ra eV) mà nguyên tử hiđrô phải hấp thụ để êlectron của nó chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo N.

b) Ánh sáng ứng với phôtôn nói trên thuộc vùng quang phổ nào (hồng ngoại, tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy.) ?

Cho h = 6,625.10-34J.S ; c = 3.108m/s ; e = 1,6.10-19C.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Theo bài ra ta có

({varepsilon _{KN}} = {E_4} – {E_1} = {{ – 13,6} over {16}} – {{ – 13,6} over 1} = {{13,6.15} over {16}} = 12,75,eV)

b) (lambda = {{hc} over varepsilon } = 0,{9742.10^{ – 7}}m = 0,0974,mu m) ⟹thuộc vùng tử ngoại.

Xem thêm:  Bố said là gì

Bài 33.19 trang 97 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Năng lượng của nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng được xác định bởi công thức({E_n} = {{ – 13,6} over {{n^2}}})(eV) (với n= 1,2, 3,…). n = 1 ứng với trạng thái cơ bản (trạng thái K) ; n = 2, 3, 4… ứng với các trạng thái kích thích (các trạng thái L, M, N,…). Quang phổ của nguyên tử hiđrô trong vùng ánh sáng nhìn thấy có 4 vạch là : đỏ, lam, chàm và tím.Các vạch này ứng với sự chuyển của các nguyên tử hiđrô từ các trạng thái kích thích M, N, O, P vể trạng thái LHãy tính bước sóng ánh sáng ứng với các vạch đỏ, lam, chàm và tím.

Cho h = 6,625. 10-34J.s ; c = 3.108m/s ; e = 1,6.10-19C.

Hướng dẫn giải chi tiết

Bước sóng của ánh sáng do nguyên tử hiđrô phát ra được tính theo công thức :

(lambda = {{hc} over varepsilon };,{varepsilon } = {E_{thấp}} – {E_{cao}},)

Đối với vạch đỏ :

(eqalign{
& {varepsilon _{đỏ}} = {E_M} – {E_L} cr
& = {{ – 13,6} over 9} – {{ – 13,6} over 4} = {{13,6.5} over {36}} = 1,89eV cr
& lambda _{đỏ}= {{hc} over {{varepsilon _d}}} = 6,5{mkern 1mu} mu m cr} )

Đối với vạch lam .

({varepsilon _{lam}} = {E_N} – {E_L} = {{ – 13,6} over {16}} – {{ – 13,6} over 4} = {{13,6.3} over {16}} = 2,55eV)

(Rightarrow {lambda _{lam}} = {{hc} over {{varepsilon _{lam}}}} = 0,4871{mkern 1mu} mu m{rm{ }})

Đối với vạch chàm :

({varepsilon _{chàm}} = {E_O} – {E_L})

(= {{ – 13,6} over {25}} – {{ – 13,6} over 4} = {{13,6.21} over {100}} = 2,856eV)

Xem thêm:  Nhu cầu giao tiếp là gì

(Rightarrow {lambda _{chàm}} = {{hc} over {{varepsilon _{chàm}}}} = 0,435{mkern 1mu} mu m{rm{ }})

Đối với vạch tím :

({varepsilon _{tím}} = {E_P} – {E_L})

(= {{ – 13,6} over {36}} – {{ – 13,6} over 4} = {{13,6.8} over {36}} = 3,02 eV)

(Rightarrow {lambda _{tím}} = {{hc} over {{varepsilon _{tím}}}} = 0,4113{mkern 1mu} mu m{rm{ }})


Bài 33.20 trang 97 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Hiệu điện thế giữa anôt và catôt của một ống Rơn-ghen là U = 25 kV. Coi vận tốc ban đầu của chùm êỉectron phát ra từ catôt bằng không. Biết hằng số Plăng h = 6,625.10-34; điện tích nguyên tố bằng 1,6.10-19C. Tính tần số lớn nhất của tia Rơn-ghen mà ống này có thể phát ra.

Hướng dẫn giải chi tiết

Công mà điện trường giữa anôt và catôt của ống Rơn-ghen sinh ra khi êlectron bay từ catôt đến anôt bằng đô tăng động năng của êlectron :

( – e{U_{AK}} = {{rm{W}}_S} – {{rm{W}}_t} = {{m{v^2}} over 2} – 0 Rightarrow{{m{v^2}} over 2} = e{U_{AK}})

Khi đập vào anôt thì êlectron truyền toàn bộ động năng của nó cho một nguyên tử và kích thích cho nguyên tử này phát ra tià Rơn-ghen. Nếu không bị mất mát năng lượng thì năng lượng, cực đại của phôtôn tia Rơn-ghen đúng bằng động năng của êlectron :

(eqalign{
& {varepsilon _{max}} = h{f_{max}} = {{m{v^2}} over 2} = e{U_{AK}} cr
& {f_{max}} = {{e{U_{AK}}} over h} = 6,{038.10^{18}}Hz cr} )

Video liên quan

https://www.youtube.com/watch?v=GcU9GNXbxKI

Back to top button