Giải Câu hỏi 1 trang 63 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

a) Giống nhau (vị trí các vạch)

Cả quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của nguyên tử hydrogen đều gồm một hệ thống các vạch nằm đúng tại cùng những vị trí (cùng bước sóng) trên trục bước sóng $\lambda$: $410\ \text{nm}$, $434\ \text{nm}$, $486\ \text{nm}$ và $656\ \text{nm}$.

Nguyên nhân: mỗi vạch ứng với một hiệu năng lượng xác định giữa hai mức năng lượng của nguyên tử hydrogen. Khi hấp thụ, nguyên tử chỉ hấp thụ đúng những photon có năng lượng $\varepsilon = \dfrac{hc}{\lambda}$ bằng hiệu hai mức năng lượng đó; khi phát xạ, nguyên tử lại phát ra đúng những photon có năng lượng ấy. Vì cùng một tập hợp các mức năng lượng nên cùng một tập hợp các bước sóng ⟹ các vạch trùng khớp về vị trí.

b) Khác nhau (bản chất và hình thức các vạch)

| | Quang phổ vạch phát xạ | Quang phổ vạch hấp thụ |
|---|---|---|
| Nền | Tối (đen) | Dải màu liên tục (tím → đỏ) |
| Vạch | Các vạch màu sáng trên nền tối | Các vạch tối trên nền quang phổ liên tục |
| Cơ chế | Nguyên tử hydrogen bị kích thích, electron từ mức cao chuyển về mức thấp và phát ra photon có bước sóng xác định | Chiếu ánh sáng trắng (quang phổ liên tục) qua khí hydrogen, nguyên tử hấp thụ đúng những photon có bước sóng xác định, làm thiếu các bước sóng đó |

Kết luận: Hai quang phổ trùng khớp hoàn toàn về vị trí (bước sóng) các vạch vì cùng do các mức năng lượng của nguyên tử hydrogen quy định; nhưng ngược nhau về hình thức: vạch sáng trên nền tối ở phát xạ, còn vạch tối trên nền màu liên tục ở hấp thụ.

Đáp số