Dưới đây là ảnh chụp quang phổ [trong miền ánh sáng thấy được] của nguyên tử hiđrô [Nguồn: wikipedia.org]
Trong ảnh này, ta thấy trong miền ánh sáng thấy được có một só vạch đơn sắc [từ phải sang trái] là đỏ, lam, chàm và một số vạch tím.
Do hai các vạch tím cuối cùng trong dãy có độ sáng rất yếu và ở gần miền tử ngoại nên thông thường người ta coi như trong vùng ánh sáng thấy được có 4 vạch quang phổ là đỏ, lam, chàm, tím.
- Vạch đỏ được gọi là vạch có bước sóng 0,6563.
- Vạch lam được gọi là vạch có bước sóng 0,4861 .
- Vạch chàm được gọi là vạch có bước sóng 0,4340 .
- Vạch tím đầu tiên được gọi là vạch có bước sóng 0,4102 .
Tập hợp các vạch quang phổ này được gọi là dãy Ban - me. Dãy Ban - me gồm một số vạch trong vùng ánh sáng thấy được và một số vạch thuộc vùng tử ngoại.
Ngoài ra, trong vùng tử ngoại người ta còn quan sát thấy [nhờ chất phát quang] các vạch quang phổ thuộc dãy Lai - man; trong vùng hồng ngoại ta còn quan sát thấy [nhờ máy ảnh hồng ngoại] các vạch thuộc dãy Pasen, ......
Áp dụng hai tiên đề Bo ta giải thích được sự tạo thành các quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô
Ta có thể dùng sơ đồ quỹ đạo sau đây để giải thích:
Hoặc dùng sơ đồ năng lượng sau đây:
Ta áp dụng công thức sau:
- Trong đó
là giá trị truy cập được từ máy tính bằng cách bấm Shift 7 16
Ví dụ Ta cần tính
- Shift 7 16 X [1 2 * 2 - 1 3 * 2]
- Nghịch đảo để có bằng cách bấm x -1 rồi bấm = .
- Muốn kết quả ra ta nhân thêm 106.
Xem bài Hiện tượng quang - phát quang | Trở về đầu trang | Trở về Trang chủ | Xem bài Sơ lược về laze
: Một electron bay với vận tốc v=1,12.10$^{7}$ m/s từ một điểm có điện thế V$_{1}$= 600V, theo hướng của đường sức. Xác định điện thế V$_{2}$ tại điểm mà electron dừng lại.A.410V B.250V C.190V D.350V
Hướng dẫn:
+Áp dụng định lý động năng:
$A=0-\frac{1}{2}m{{v}^{2}}=-6,{{65.10}^{-17}}$J
+Mặt khác A=eU
$\Rightarrow U=\frac{A}{q}=410J\Rightarrow {{V}_{2}}={{V}_{1}}-U=190V$.
Chọn đáp án C.
Ví dụ 2: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo đường sức của điện trường giữa hai bản tụ của một tụ điện phẳng. Hai bản tụ cách nhau một khoảng d=2cm và giữa chúng có một hiệu điện thế U=120V. Electron sẽ có vận tốc là bao nhiêu khi dịch chuyển được quãng đường 3cm.
A.6,4.10$^{6}$ m/s B.7,9.10$^{6}$ m/s C.5,6.10$^{6}$ m/s D.8,4.10$^{6}$ m/s
Hướng dẫn:
+Áp dụng định lý động năng:
$A=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}-0$
+Mặt khác:
A = Fs = qEs = q$\frac{U}{d}$s $\Rightarrow v=\sqrt{\frac{2qUs}{md}}=7,{{9.10}^{6}}$ m/s
Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tụ điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ là điện trường đều có cường độ E=6.10$^{4}$ V/m. Khoảng cách giữa hai bản tụ là d=5cm. Tính gia tốc của electron.
A.1,05.10$^{16}$m/s$^{2}$ B.2,05.10$^{16}$m/s$^{2}$ C.1,5.10$^{16}$m/s$^{2}$ D.2,5.10$^{16}$m/s$^{2}$
Hướng dẫn:
Gia tốc của electron:
$a=\frac{F}{m}=\frac{\left| q \right|E}{m}=1,{{05.10}^{16}}m/{{s}^{2}}$
Chọn đáp án A.
Ví dụ 4: Giữa hai bản của một tụ điện phẳng, đặt nằm ngang có một hiệu điện thế U$_{1}$ =1000V, khoảng cách giữa hai bản là d=1cm. Ở đúng giữa hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện, nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống chỉ còn U$_{2}$ =995V. Hỏi sau bao lâu giọt thủy ngân rơi xuống bản dương.
A.0,5s B.0,25s C.0,55s D.0,45s
Hướng dẫn:
+Khi giọt thủy ngân nằm cân bằng:
$P={{F}_{1}}\Leftrightarrow mg=q\frac{{{U}_{1}}}{d}\Rightarrow m=q\frac{{{U}_{1}}}{gd}$ [*]
+Khi giọt thủy ngân rơi xuống bản dương thì gia tốc của nó là:
$a=\frac{P-{{F}_{2}}}{m}=g-\frac{q{{U}_{2}}}{md}\Rightarrow a=g-g\frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{1}}}=g\left[ 1-\frac{{{U}_{2}}}{{{U}_{1}}} \right]=0,05m/{{s}^{2}}$
+Thời gian rơi: $t=\sqrt{\frac{d}{a}}$ =0,45s.
Chọn đáp án D.
Ví dụ 5: Một electron bay vào trong điện trường theo hướng ngược với hướng của đường sức điện với vận tốc 2000km/s. Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu biết hiệu điện thế ở hai đầu đoạn đường là 15V.
A.2.10$^{6}$m/s B.3.10$^{6}$m/s C.2,5.10$^{6}$m/s D.3,5.10$^{6}$m/s
Hướng dẫn:
Áp dụng định lý động năng:
$\frac{1}{2}mv_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv_{1}^{2}=\left| e \right|U\Rightarrow {{v}_{2}}=\sqrt{v_{1}^{2}+\frac{2\left| e \right|U}{m}}={{3.10}^{6}}$ m/s
Chọn đáp án B.
Ví dụ 6: Một electron bay trong điện trường giữa hai bản của một tụ điện đã được tích điện và đặt cách nhau 2cm với vận tốc 3.10$^{7}$m/s theo phương song song với các bản của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai bản phải là bao nhiêu để electron lệch đi 2,5mm khi đi được quãng đường 5cm trong điện trường.
A.150V B.250V C.200V D.100V
Hướng dẫn:
+Gia tốc chuyển động của electron:
$a=\frac{F}{m}=\frac{\left| e \right|U}{md}\Rightarrow U=\frac{amd}{\left| e \right|}$
+Mặt khác:
$h=\frac{1}{2}a{{t}^{2}}\Rightarrow a=\frac{2h}{{{t}^{2}}}=\frac{2h}{{{\left[ \frac{s}{v} \right]}^{2}}}=\frac{2h{{v}^{2}}}{{{s}^{2}}}$
+Từ hai biểu thức trên ta thu được:
$U=\frac{2mh{{v}^{2}}}{\left| e \right|{{s}^{2}}}=200V$
Chọn đáp án C.
Ví dụ 7: Một hạt bụi nhỏ có khối lượng m=0,1mg, nằm lơ lửng trong điện trường giữa hai bản kim loại phẳng. Các đường sức điện có phương thẳng đứng và chiều hướng từ dưới lên trên. Hiệu điện thế giữa hai bản là 120V. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Xác định điện tích của hạt bụi. Lấy g=10m/s$^{2}$
A.7,6.10$^{-11}$C B.8,3.10$^{-11}$C C.6,4.10$^{-11}$C D.9,2.10$^{-11}$C
Hướng dẫn:
Hạt bụi nằm cân bằng nên lực điện trường cân bằng với trọng lực. Lực điện trường phải có phương thẳng đứng và hướng lên, do đó hạt bụi phải mang điện tích dương [lực điện $\overrightarrow{F}$ cùng phương, cùng chiều với $\overrightarrow{E}$]. Ta có:
$qE=q\frac{U}{d}=mg\Rightarrow q=\frac{mgd}{U}=8,{{3.10}^{-11}}$C
Chọn đáp án B.
Ví dụ 8: Một proton bay trong điện trường. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó bằng 2,5.10$^{4}$m/s. Khi bay đến B vận tốc của proton bằng không. Điện thế tại A bằng 500V. Tính điện thế tại B. Biết proton có khối lượng 1,67.10$^{-27}$kg và có điện tích 1,6.10$^{-19}$C.
A.503,26V B.489,5V C.632,48V D.533,5V
Hướng dẫn:
Ta có:
$\Delta {{\text{W}}_{d}}={{\text{W}}_{dB}}-{{\text{W}}_{dA}}=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}=A=q[{{V}_{A}}-{{V}_{B}}]$
$\Rightarrow {{V}_{B}}={{V}_{A}}+\frac{m{{v}^{2}}}{2q}$ = 503,26V.
Chọn đáp án A.
Ví dụ 9: Một electron di chuyển một đoạn 0,6cm, từ điểm M đến điểm N dọc theo một đường sức điện thì lực điện sinh công 9,6.10$^{-18}$J. Tính công mà lực điện sinh ra khi electron di chuyển tiếp 0,4cm từ điểm N đến điểm P theo phương và chiều nói trên.
A.7,2.10$^{-18}$J B.8,4.10$^{-18}$J C.5,8.10$^{-18}$J D.6,4.10$^{-18}$J
Hướng dẫn:
${{A}_{MN}}=q.E.MN\Rightarrow E=\frac{{{A}_{MN}}}{q.MN}=-{{10}^{4}}$ V/m
Dấu “-“ cho biết $\overrightarrow{E}$ ngược chiều chuyển động của electron [ được mặc nhiên chọn làm chiều dương]
${{A}_{NP}}=q.E.NP=6,{{4.10}^{-18}}$J.
Chọn đáp án D.
Ví dụ 10: Hai bản kim loại phẳng song song mang điện tích trái dấu đặt cách nhau 2cm. Cường độ điện trường giữa hai bản bằng 3000V/m. Sát bề mặt bản mang điện dương, người ta đặt một hạt mang điện dương q$_{0}$=1,2.10$^{-2}$C, khối lượng m=4,5.10$^{-6}$g. Tính vận tốc của hạt mang điện khi nó đập vào bản mang điện âm.
A.2.10$^{4}$m/s B.1,0.10$^{4}$m/s C.2.10$^{3}$m/s D.1,0.10$^{3}$m/s
Hướng dẫn:
Vận tốc của hạt mang điện khi đập vào bản âm:
$\frac{1}{2}m{{v}^{2}}-\frac{1}{2}mv_{0}^{2}=A$
$\Rightarrow v=\sqrt{\frac{2A}{m}}={{2.10}^{4}}$ m/s
Chọn đáp án A.
C] Câu hỏi tự luyện:
Câu 1: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tụ điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ là điện trường đều có cường độ E=6.10$^{4}$V/m. Khoảng cách giữa hai bản tụ là d=5cm. Tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0.
A.3.10$^{-9}$s B.2.10$^{-9}$s C.3.10$^{-11}$s D.2.10$^{-11}$s
Câu 2: Giữa hai bản của tụ điện nằm ngang cách nhau d=40cm có một điện trường đều E=60V/m. Một hạt bụi có khối lượng m=3g và điện tích q=8.10$^{-5}$C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích điện dương về phía tấm tích điện âm. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng trường. Xác định vận tốc của hạt tại điểm chính giữa của tụ điện.
A.0,5m/s B.1,2m/s C.0,8m/s D.1,5m/s
Câu 3: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường sức với vận tốc 2000km/s. Vận tốc của electron ở cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế ở cuối đoạn đường đó là 15V.
A.3,34.10$^{6}$m/s B.3,04.10$^{6}$m/s C.3,54.10$^{6}$m/s D.3,64.10$^{6}$m/s
Câu 4: Một quả cầu khối lượng 4,5.10$^{-3}$kg treo vào một sợi dây dài 1m. Quả cầu nằm giữa hai tấm kim loại song song, thẳng đứng như hình vẽ. Hai tấm cách nhau 4cm. Đặt một hiệu điện thế 750V và hai tấm đó thì quả cầu lệch ra khỏi vị trí ban đầu 1cm. Tính điện tích của quả cầu.
A.2,4.10$^{-8}$C B.3,6.10$^{-8}$C C.-3,6.10$^{-8}$C D.-2,4.10$^{-8}$C
Câu 5: Hai bản kim loại phẳng có độ dài 30cm đặt nằm ngang, song song cách nhau một khoảng 16cm. Giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế 4,55V. Hướng một chùm hẹp cách electron quang điện có vận tốc 10$^{6}$m/s theo phương ngang đi vào giữa hai bản tại điểm O cách đều hai bản. Tính thời gian electron chuyển động trong tụ?
A.300ns B.250ns C.320ns D.240ns
Câu 6: Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364V/m, e xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.10$^{6}$m/s. Hỏi e đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0?
A.0,04m B.0,08m C.0,02m D.0,01m
Câu 7: Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10$^{4}$m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 10cm thì dừng lại. Tính gia tốc của e?
A.4.10$^{7}$m/s$^{2}$ B.3.10$^{7}$m/s$^{2}$ C.6.10$^{7}$m/s$^{2}$ D.5.10$^{7}$m/s$^{2}$
Câu 8: Một e có vận tốc ban đầu v$_{0}$=3.10$^{6}$m/s, chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường E=1250V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, quãng đường mà e chuyển động được?
A.1cm B.3cm C.2cm D.4cm
Câu 9: Một electron bắn với vận tốc đầu 2.10$^{-6}$m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100V/m. Tính vận tốc của electron khi nó chuyển động được 10$^{-7}$s trong điện trường. Điện tích của e là -1,6.10$^{-19}$C, khối lượng của e là 9,1.10$^{-31}$kg.
A.2,66.10$^{6}$m/s B.1,76.10$^{6}$m/s C.1,6.10$^{6}$m/s D.2,67.10$^{6}$m/s
Câu 10: Một electron có vận tốc ban đầu v$_{0}$=3.10$^{6}$m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường E=1250V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, gia tốc của e?