Tài liệu này bao gồm các chủ đề SL đã chọn cho khóa học lần đầu đánh giá trong 2025; đây không phải là toàn bộ chương trình.
Điều kiện tiên quyết: đọc các đại lượng và đơn vị được nêu, và sử dụng phép toán cùng các điều kiện mô hình bên dưới.
Các ví dụ là gốc và hư cấu: chúng không phải là số đo thực tế hay các cuộc điều tra của học sinh thực tế.
16.2
Mô hình nguyên tử và quang phổ vạch
Giải thích hiện tượng này là gì?
Khí kích thích tạo ra các vạch màu riêng biệt thay vì toàn bộ bước sóng. Dải quang phổ là bằng chứng cho sự tồn tại của các mức năng lượng nguyên tử rời rạc.
Xây dựng mô hình
Nguyên tử có nhân mang điện dương nhỏ và các electron.
Quang phổ phát xạ và hấp thụ xuất hiện từ các sự chuyển mức giữa các mức năng lượng rời rạc.
Năng lượng photon bằng hiệu mức năng lượng và tuân theo E = hf.
quang phổ phát xạ: Mẫu bước sóng của bức xạ do nguồn phát ra.
mức năng lượng: Một trạng thái năng lượng được phép trong mô hình.
Chuyển hướng xuống phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu giữa hai mức: hf = E₂ − E₁
Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình
Photon phát xạ tương ứng với sự chuyển mức xuống mức năng lượng thấp hơn.
Sự hấp thụ yêu cầu hiệu năng lượng phù hợp.
Thí nghiệm tán xạ Rutherford hỗ trợ existence của nhân nhỏ dày đặc, nhưng thí nghiệm đó đơn lẻ chưa thiết lập được mô hình lượng tử hoàn chỉnh.
Trong phòng thí nghiệm: Đọc sơ đồ mức năng lượng có nhãn trước khi tính toán. Giữ riêng biệt đơn vị joule và electronvolt, sử dụng các hằng số đã cho. So sánh các quang phổ được gán ở cùng thang đo bước sóng và tránh quan sát trực tiếp các nguồn sáng không an toàn.
Bắt đầu từ các đại lượng đã biết
Đã biết: các mức năng lượng là −6.0 và −2.0 eV.
Sự chuyển mức xuống giải phóng 4.0 eV = 6.4 × 10⁻¹⁹ J sử dụng 1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J.
Với h = 6.4×10⁻³⁴ J·s cho bài tập làm tròn này, tần số là 1.0×10¹⁵ Hz.
Bạn thử sức: Các mức năng lượng là −7.0 và −2.0 eV. Tìm năng lượng photon phát ra trong quá trình chuyển xuống mức thấp hơn.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
Năng lượng trạng thái liên kết mang dấu âm là tương đối so với một mốc gốc đã chọn; điều đó không có nghĩa là năng lượng photon phát ra sẽ mang giá trị âm.
Sự chênh lệch năng lượng khi chuyển xuống mức thấp hơn càng lớn thì tần số càng cao.
Không đúng: Năng lượng trạng thái liên kết mang dấu âm không có nghĩa là photon phát ra có năng lượng âm. Các mức năng lượng được đo lường tương đối so với một mốc gốc đã chọn (một electron tự do ở trạng thái nghỉ), nên các trạng thái liên kết đều mang giá trị âm. Năng lượng photon chính là hiệu dương giữa hai mức - hiệu của hai số âm luôn là số dương.
Tóm tắt:
Nguyên tử có nhân mang điện dương nhỏ và các electron.
Photon phát xạ tương ứng với sự chuyển mức xuống mức năng lượng thấp hơn.
Lưu ý: Năng lượng trạng thái liên kết mang dấu âm là tương đối so với một mốc gốc đã chọn; điều đó không có nghĩa là năng lượng photon phát ra sẽ mang giá trị âm.
Viết từ một năng lượng photon 6 electronvolt
Các mức năng lượng là -9.0 và -3.0 electronvolt.
Tìm năng lượng photon của quá trình chuyển xuống mức thấp hơn. Một mức năng lượng mang dấu âm không khiến năng lượng photon trở thành số âm.
Viết dựa trên việc đọc năng lượng ion hóa
Một mức năng lượng nằm ở −5.0 eV.
Ion hóa cần +5.0 eV = 8.0 × 10⁻¹⁹ J — chính là năng lượng liên kết trạng thái cơ bản đọc ngược lại.
Viết dựa trên số lượng ba mức năng lượng
Các mức nằm ở −5, −3 và −1 eV.
Các chuyển hướng tương ứng 2, 4 và 2 eV — ba chuyển hướng nhưng chỉ có HAI năng lượng photon khác nhau: hãy đếm số chuyển hướng, sau đó đếm số vạch quang phổ riêng biệt.
