Các dạng bài tập Quang phổ: Quang phổ liên tục, Quang phổ vạch phát xạ, Quang phổ vạch hấp thụ có lời giải - Vật Lí lớp 12

Các dạng bài tập Quang phổ: Quang phổ liên tục, Quang phổ vạch phát xạ, Quang phổ vạch hấp thụ có lời giải

Với Các dạng bài tập Quang phổ: Quang phổ liên tục, Quang phổ vạch phát xạ, Quang phổ vạch hấp thụ có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp các dạng bài tập, 50 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Quang phổ: Quang phổ liên tục, Quang phổ vạch phát xạ, Quang phổ vạch hấp thụ từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

• Dạng 3 : Bài tập Quang phổ trong đề thi Đại học có giải chi tiết Xem chi tiết

• Lý thuyết về Quang phổ

  Xem chi tiết

• 50 bài tập trắc nghiệm Quang phổ có lời giải

  Xem chi tiết

Lý thuyết về Quang phổ

I. Lý thuyết

Chuyên đề này các câu hỏi thuộc vào phần lí thuyết. Sử dụng tổng hợp kiến thức lí thuyết dưới đây để trả lời các câu hỏi.

1. Máy Quang Phổ

a) Chức năng: Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.

b) Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng

c) Các bộ phận chính và chức năng:

- Ống chuẩn trực:

    + Gồm TKHT L1, khe hẹp F đặt tại tiêu điểm chính của L1.

    + Tạo ra chùm song song.

- Hệ tán sắc

    + Gồm 1 (hoặc 2, 3) lăng kính.

    + Phân tích chùm sáng song song phức tạp thành những chùm phần đơn sắc song song.

- Buồng tối

    + Là một hộp kín, gồm TKHT L2, tấm phim ảnh K (hoặc kính ảnh) đặt ở mặt phẳng tiêu của L2.

    + Hứng ảnh của các thành phần đơn sắc, mỗi ảnh đơn sắc là 1 vạch quang phổ.

2. Các loại Quang phổ

a) Quang phổ phát xạ

a1) Quang phổ liên tục

- Định nghĩa: Gồm một dải có màu thay đổi một cách liên tục.

- Cách tạo - Điều kiện phát sinh:

    + Quang phổ phát xạ của một chất là quang phổ của ánh sáng do chất đó phát ra, khi được nung nóng đến nhiệt độ cao.

    + Do mọi chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng.

- Đặc điểm:

    + Phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ cao → Quang phổ mở rộng sang vùng bước sóng ngắn

    + - Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của vật phát sáng

a1) Quang phổ vạch

- Định nghĩa: Là quang phổ chỉ chứa những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối

- Cách tạo - Điều kiện phát sinh:

    + Quang phổ phát xạ của một chất là quang phổ của ánh sáng do chất đó phát ra, khi được nung nóng đến nhiệt độ cao.

    + Do các chất khí (hơi) ở áp suất thấp khi bị kích thích phát ra.

- Đặc điểm:

    + Quang phổ vạch của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau (số lượng các vạch, vị trí và độ sáng các vạch), đặc trưng cho nguyên tố đó.

b) Quang phổ hấp thụ

- Định nghĩa: Hệ thống các vạch tối hoặc "đám" vạch tối trên nền Quang phổ liên tục.

- Cách tạo - Điều kiện phát sinh:

    + Ánh sáng trắng từ nguồn phát Quang phổ liên tục đi qua đám khí ( hơi) hoặc dung dịch… → một số bức xạ đơn sắc trong ánh sáng trắng bị khí ( hơi) hoặc dung dịch…hấp thụ → tạo ra các vạch tối hoặc đám vạch tối.

- Đặc điểm:

    + Các chất rắn, lỏng và khí đều cho quang phổ hấp thụ.

    + Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ. Quang phổ của chất lỏng và chất rắn chứa các “đám” gồm cách vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.

3. Tia Hồng ngoại - Tia Tử ngoại - Tia X

- Bản chất: Sóng điện từ (giống như ánh sáng thông thường nhưng không nhìn thấy)/ không mang điện

a) Tia Hồng ngoại

- Bước sóng: Bước sóng lớn hơn ánh sáng đỏ (từ 760nm → vài mm)

- Nguồn phát:

    + Mọi vật có nhiệt độ cao hơn 0K đều phát ra tia hồng ngoại.

    + Vật có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh thì phát bức xạ hồng ngoại ra môi trường.

    + Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng: bóng đèn dây tóc, bếp ga, bếp than, điôt hồng ngoại…

- Tính chất:

    + Truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

    + Tác dụng nhiệt rất mạnh

    + Gây một số phản ứng hoá học

    + Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần

- Công dụng:

    + Sấy khô, sưởi ấm…

    + Chụp ảnh hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại

    + Điều khiển dùng hồng ngoại.

b) Tia Tử ngoại

- Bước sóng: Bước sóng nhỏ hơn ánh sáng tím (từ 380nm → vài nm)

- Nguồn phát:

    + Những vật có nhiệt độ cao (từ 2000oC trở lên) đều phát tia tử ngoại.

    + Nguồn phát thông thường: hồ quang điện, Mặt trời, phổ biến là đèn hơi thuỷ ngân

- Tính chất:

    + Truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

    + Tác dụng lên phim ảnh.

    + Kích thích sự phát quang của nhiều chất.

    + Kích thích nhiều phản ứng hoá học.

    + Làm ion hoá không khí và nhiều chất khí khác.

    + Tác dụng sinh học.

    + Bị thuỷ tinh hấp thụ mạnh.

    + Thạch anh, nước hấp thụ mạnh các tia từ ngoại có bước sóng ngắn hơn 200nm

    + Tần ozon hấp thụ hầu hết các tia tử ngoại có bước sóng dưới 300nm.

- Công dụng:

    + Trong y học: tiệt trùng, chữa bệnh còi xương.

    + Trong CN thực phẩm: tiệt trùng thực phẩm.

    + CN cơ khí: tìm vết nứt trên bề mặt các vật bằng kim loại.

c) Tia X

- Bước sóng: λ = 10^-8m → 10^-11m

- Nguồn phát:

    + Ống Cu-lít-giơ

    + Ống Rơn ghen

    + Chùm electron có năng luợng lớn đập vào kim loại nguyên tử lượng lớn → làm phát ra tia X

- Tính chất:

    + Truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

    + Tính chất nổi bật và quan trọng nhất là khả năng đâm xuyên. Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn (càng cứng).

    + Làm đen kính ảnh.

    + Làm phát quang một số chất.

    + Làm ion hoá không khí.

    + Có tác dụng sinh lí.

- Công dụng:

    + Trong y học: Chẩn đoán bệnh, chữa bệnh ung thư.

    + CN cơ khí : kiểm tra khuyết tật trong sản phẩm đúc

4. Thang sóng điện từ và tính chất

Thang sóng điện từ theo chiều giảm bước sóng (tăng dần về tần số)

Bài tập Quang phổ trong đề thi Đại học

Câu 1. [THPT QG năm 2017 – Câu 1 – MH2] : Hiện nay, bức xạ được sử dụng để kiểm tra hành lí của hành khách đi máy bay là

A. tia hồng ngoại.    B. tia tử ngoại.

C. tia gamma.    D. tia Rơn-ghen.

Lời giải:

Tia Rơn-ghen (tia X) có khả năng đâm xuyên nên được sử dụng để kiểm tra hành lí (để trong túi xách, trong vali, …) của hành khách đi máy bay

Đáp án: D

Câu 2. [THPT QG năm 2015 – Câu 17 - M138] : Khi nói về tia hồng ngoại và tia tử ngoại, phát biểu nào sau đây đúng?

A. Bước sóng của tia hồng ngoại lớn hơn bước sóng của tia tử ngoại.

B. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều gây ra hiện tượng quang điện đối với mọi kim loại.

C. Một vật bị nung nóng phát ra tia tử ngoại, khi đó vật không phát ra tia hồng ngoại.

D. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều làm ion hóa mạnh các chất khí.

Lời giải:

Thang sóng điện từ sắp xếp theo bước sóng giảm dần theo thứ tự: Sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím), tia tử ngoại, tia X, tia gamma.

Đáp án: A

Câu 3. [THPT QG năm 2016 – Câu 19 – M536] : Tầng ôzôn là tấm “áo giáp” bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng hủy diệt của

A. tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời.

B. tia đơn sắc màu đỏ trong ánh sáng Mặt Trời.

C. tia đơn sắc màu tím trong ánh sáng Mặt Trời.

D. tia hồng ngoại trong ánh sáng Mặt Trời.

Lời giải:

Tầng ôzôn bảo vệ cho người và sinh vật trên mặt đất khỏi bị tác dụng hủy diệt của tia tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời

Đáp án: A

Câu 4. [THPT QG năm 2017 – Câu 15 – M203] : Khi nói về tia hồng ngoại, phát biểu nào sau đây sai?

A. Bản chất của tia hồng ngoại là sóng điện từ.

B. Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt.

C. Tia hồng ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của tia X.

D. Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học.

Lời giải:

Tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn tia X

Đáp án: C

Câu 5. [THPT QG năm 2017 – Câu 19 – M203] : Cho các tia sau: tia tử ngoại, tia hồng ngoại, tia X và tia γ. sắp xếp theo thứ tự các tia có năng lượng phôtôn giảm dần là

A. tia tử ngoại, tia γ, tia X, tia hồng ngoại.

B. tia γ, tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.

C. tia X, tia γ, tia tử ngoại, tia hồng ngoại.

D. tia γ, tia tử ngoại, tia X, tia hồng ngoại.

Lời giải:

Thứ tự đúng là tia γ, tia X, tia tử ngoại và tia hồng ngoại

Đáp án: B

Câu 6. [THPT QG năm 2017 – Câu 16 – M202] : Cơ thể con người có thân nhiệt 37°C là một nguồn phát ra

A. tia hồng ngoại.    B. tia Rơn-ghen.

C. tia gamma.    D. tia tử ngoại.

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 7. [THPT QG năm 2017 – Câu 17 – M202] : Thanh sắt và thanh niken tách rời nhau được nung nóng đến cùng nhiệt độ 1200°C thì phát ra

A. hai quang phổ vạch không giống nhau.

B. hai quang phổ vạch giống nhau.

C. hai quang phổ liên tục không giống nhau.

D. hai quang phổ liên tục giống nhau.

Lời giải:

Cùng nhiệt độ thì có quang phổ liên tục như nhau

Đáp án: D

Câu 8. [THPT QG năm 2017 – Câu 16 – M201] : Khi một chùm ánh sáng song song, hẹp truyền qua một lăng kính thì bị phân tách thành các chùm sáng đơn sắc khác nhau. Đây là hiện tượng

A. giao thoa ánh sáng.

B. tán sắc ánh sáng.

C. nhiễu xạ ánh sáng.

D. phản xạ ánh sáng.

Lời giải:

Ánh sáng qua lăng kính bị phân tích thành các chùm đơn sắc khác nhau đó là hiện tượng tán sắc ánh sáng

Đáp án: B

Câu 9. [THPT QG năm 2017 – Câu 14 – M201] : Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là

A. gây ra hiện tượng quang điện ngoài ở kim loại.

B. có khả năng đâm xuyên rất mạnh.

C. có tác dụng nhiệt rất mạnh.

D. không bị nước và thủy tinh hấp thụ.

Lời giải:

Tính chất nổi bật của tia hồng ngoai là có tác dụng nhiệt rất mạnh

Đáp án: C

Câu 10. [THPT QG năm 2017 – Câu 18 – M201] : Chiếu ánh sáng do đèn hơi thủy ngân ở áp suất thấp (bị kích thích bằng điện) phát ra vào khe hẹp F của một máy quang phổ lăng kính thì quang phổ thu được là

A. bảy vạch sáng từ đỏ đến tím, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

B. một dải sáng có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục.

C. các vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

D. các vạch sáng, tối xen kẽ nhau đều đặn.

Lời giải:

Đây là nguồn phát quang phổ vạch.

Đáp án: C