Bài tập về Các loại quang phổ
Lý thuyết
1. Máy quang phổ lăng kính
- Khái niệm: là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp (đa sắc) thành những thành phần ánh sáng đơn sắc tạo nên nó.
- Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng
- Cấu tạo: gồm 3 bộ phận chính: ống chuẩn trực, hệ tán sắc, buồng tối.
Sơ đồ cấu tạo máy đo quang phổ lăng kính
+) Ống chuẩn trực: là 1 ống có 1 đầu đặt thấu kính hội tụ L_1, đầu kia là 1 khe hẹp F đặt tại tiệu cự chính của L_1. Khi chiếu ánh sáng qua ống chuẩn trực ta được 1 chùm sáng song song ( để đảm bảo góc tới lăng kính của tất cả các ánh sáng là bằng nhau)
+) Hệ tán sắc: bao gồm một (hoặc nhiều) lăng kính P. chùm sáng đa sắc song song sau khi đi qua lăng kính sẽ bị phân tán thành nhiều chùm tia đơn sắc song song với các góc lệch khác nhau.
+) Buồng tối ( buồng ảnh): Là một hộp kín ánh sáng , một đầu có thấu kính hội tụ L_2, đầu kia đặt một phim ảnh (kính ảnh) đặt ở mặt phẳng tiêu diện của L_2. Các chùm sáng song song ra khỏi hệ tán sắc, sau khi qua L_2 sẽ hội tụ tại các điểm trên phim ảnh gọi là vạch quang phổ.
2. Các loại quang phổ
- Phân loại: Quang phổ liên tục
Quang phổ phát xạ
Quang phổ hấp thụ
Bảng so sánh các loại quang phổ
| Quang phổ liên tục | Quang phổ vạch phát xạ | Quang phổ vạch hấp thụ | |
| Khái niệm | Là quang phổ gồm nhiều dải màu từ đỏ đến tím, nối liên nhau một cách liên tục | Là hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi nhưng khoảng tối. | Là quang phổ liên tục bị thiếu một số vạch màu do bị chất khí hay hơi hấp thụ |
| Ví dụ | Quang phổ của ánh sáng mặt trời  |
Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử Hidro  |
Quang phổ hấp thụ của hơi Hidro  |
| Nguồn phát | Các chất rắn, lỏng, khí bị nung nóng ở áp suất lớn | Chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích bằng nhiệt hoặc điện | Nhiệt độ của đám khí (hơi) phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ánh sáng liên tục |
| Tính chất | Không phụ thuộc vào bản chất mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát. Khi nhiệt độ tăng dần nguồn sẽ dần phát ra các ánh sáng có bước sóng giảm dần, nhiệt độ càng cao vùng sáng nhất có bước sóng càng ngắn | Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó. Chúng khác nhau về số lượng vạch, vị trí vạch ( bước sóng) và độ sáng giữa các vạch. | Quang phổ vạch hấp thụ cũng đặc trưng cho từng nguyên tố. nguyên tố đó phát xạ ra ánh sáng nào thì sẽ hấp thụ ánh sáng ấy. |
| Ứng dụng | Đo nhiệt độ của các vật nóng sáng ở nhệt độ cao như các ngôi sao qua quang phổ của nó | Để phân tích cấu tạo chất | Để phân tích cấu tạo chất |
Bài tập tự luyện
Bài 1: Có các nguồn phát sáng sau:
1. Bếp than đang cháy sáng.
2. Ống chưa khí hyđrô loãng đang phóng điện.
3. Ngọn lửa đèn cồn có pha muối.
4. Hơi kim loại nóng sáng trong lò luyện kim.
5. Khối kim loại nóng chảy trong lò luyện kim.
6. Dây tóc của đèn điện đang nóng sáng.
- Những nguồn sau đây cho quang phổ liên tục:
A. 1 ; 2 ; 4 B. 1 ; 5 ; 6
C. 4 ; 3 ; 6 D. 3 ; 5 ; 6
Lời giải:
- Những nguồn sau đây cho quang phổ liên tục là các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí áp suất cao (chất khí có tỉ khối lớn) được nung nóng đến phát sáng phát ra.
- Ví dụ:
Bếp than đang cháy sáng.
Khối kim loại nóng chảy trong lò luyện kim.
Dây tóc của đèn điện đang nóng sáng.
Chọn đáp án B
Bài 2: Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là khối khí hay hơi:
A. ở áp suất thấp được nung nóng.
B. ở nhiệt độ bất kì được chiếu bởi ánh sáng trắng.
C. được chiếu bởi nguồn phát ánh sáng trắng có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của khối khí.
D. được chiếu bởi nguồn phát quang phổ vạch. Nhiệt độ của nguồn nhỏ hơn nhiệt độ của khối khí.
Lời giải:
- Điều kiện để thu được quang phổ hấp thụ là khối khí hay hơi được chiếu bởi nguồn phát ánh sáng trắng có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ của khối khí.
Chọn đáp án C
Bài 3: Hiện tượng đảo sắc của các vạch quang phổ chứng tỏ:
A. trong cùng một điều kiện, vật chất đồng thời hấp thụ và bức xạ ánh sáng.
B. mọi vật đều hấp thụ và bức xạ cùng một loại ánh sáng như nhau.
C. các vạch tối xuất hiện trên quang phổ liên tục chứng tỏ ánh sáng là sóng.
D. nguyên tử phát xạ ánh sáng nào thì cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đó.
Lời giải:
- Trong thí nghiệm tạo ra quang phổ vạch hấp thụ, nếu tắt nguồn sáng trắng thấy nền quang phổ liên tục biến mất, đồng thời các vạch tối của quang phổ hấp thụ biến thành các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chính đám hơi đó. Hiện tượng này gọi là hiện tượng đảo sắc của các vạch quang phổ
⇒ ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sảng đơn sác nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó.
Chọn đáp án D
Bài 4: Nếu chiếu ánh sáng trắng qua lớp hơi natri nung nóng rồi cho qua khe của kính quang phổ, nhiệt độ của nguồn sáng bằng nhiệt độ của hơi natri thì trên màn của kính quang phổ ta thu được:
A. quang phổ liên tục
B. quang phổ vạch phát xạ
C. quang phổ vạch hấp thụ
D. đồng thời quang phổ liên tục và quang phổ vạch hấp thụ
Lời giải:
- Vì nhiệt độ của nguồn sáng bằng nhiệt độ của hơi natri thì trên màn của kính quang phổ ta chỉ thu được quang phổ liên tục. Quang phổ vạch hấp thụ chưa đủ điều kiện.
Chọn đáp án A
Bài 5: Quang phổ vạch phát xạ của natri có hai vạch càng với bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm. Quang phổ vạch hấp thụ của natri sẽ:
A. thiếu hai vạch có bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm.
B. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 0,5890 µm.
C. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng lớn hơn 0,5896 µm.
D. thiếu mọi ánh sáng có bước sóng trong khoảng từ 0,5890 µm và 0,5896 µm.
Lời giải:
- Quang phổ vạch phát xạ của natri có hai vạch càng với bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm thì quang phổ vạch hấp thụ của natri sẽ thiếu hai vạch có bước sóng 0,5890 µm và 0,5896 µm.
Chọn đáp án A
Bài 6: Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố giống nhau về:
A. cách tạo ra quang phổ
B. màu của các vạch quang phổ
C. vị trí của các vạch quang phổ
D. tính chất không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Lời giải:
- Quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của cùng một nguyên tố giống nhau về vị trí của các vạch quang phổ.
Chọn đáp án C
Bài 7: Quang phổ liên tục:
A. phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng
B. phụ thuộc bản chất của nguồn sáng
C. phụ thuộc đồng thời vào nhiệt độ và bản chất của nguồn sáng
D. không phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của nguồn sáng
Lời giải:
- Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật.
- Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím.
Chọn đáp án A
Bài 8: Biết quang phổ vạch phát xạ của một chất hơi có hai cjahc màu đơn sắc, ứng với các bước sóng λ1 và λ2 (với λ1 < λ2) thì quang phổ hấp thụ của chất hơi ấy sẽ là:
A. quang phổ liên tục bị thiếu hai vạch ứng với các bước sóng λ1 và λ2
B. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng nhỏ hơn λ1
C. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng trong khoảng từ λ1 đến λ2
D. quang phổ liên tục bị thiếu mọi vạch ứng với các bước sóng lớn hơn λ2
Lời giải:
- Ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sảng đơn sác nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó.
Chọn đáp án A
Bài 9: Chọn phát biểu đúng:
A. Quang phổ vạch phát xạ không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo, không phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng.
B. Quang phổ liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng.
C. Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống cách vạch màu riêng rẽ nằm trên nền tối.
D. Quang phổ vạch cho ta biết được thành phần hóa học của một chất và nhiệt độ của chúng.
Lời giải:
- Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật. Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím.
Chọn đáp án B
Bài 10: Tìm phát biểu sai.
- Quang phổ vạch phát xạ:
A. của hai chất khác nhau không thể có các vạch có vị trí trùng nhau.
B. của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về: số lượng, vị trí màu sác và độ sáng của các vạch quang phổ.
C. do các chất khí hay hơi có tỉ khối nhỏ, bị nung nóng phát ra.
D. phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.
Lời giải:
- Các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi được nung đến nhiệt độ cao hoặc được kích thích bằng điện đến phát sáng phát ra quang phổ vạch phát xạ.
- Đặc điểm:
+ Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng các vạch, vị trí các vạch (cũng đồng nghĩa với sự khác nhau về màu sắc các vạch) và độ sáng tỉ đối của các vạch.
+ Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó.
Chọn đáp án D
Bài 11: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để:
A. tổng hợp ánh sáng trắng từ các ánh sáng đơn sắc
B. phân tích chùm sáng phức tạp ra các thành phần đơn sắc
C. đo bước sóng của các ánh sáng đơn sắc
D. nhận biết thành phần cấu tạo của một nguồn phát quang phổ liên tục
Lời giải:
- Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
Chọn đáp án B
Bài 12: Tìm phát biểu sai:
Trong ống chuẩn trực của máy quang phổ
A. Thấu kính L1 dặt trước lăng kinh có tác dụng tạo ra các chùm sáng song song, thấu kính L2 dặt sau lăng kinh có tác dụng hội tụ các chùm tia song song,
B. Lăng kinh có tác dụng chính là làm lệch các tia sáng về phía đáy sao cho chúng đi gần trục chính của thấu kinh
C. Khe sáng S đặt tại tiêu diện của thấu kinh L1
D. Màn quan sát E đặt tại tiêu diện của thấu kính L2
Lời giải:
- Tác dụng chính của lăng kính là phân tích chùm sáng phức tạp ra các thành phần đơn sắc.
- Ống chuẩn trực: Một đầu là TKHT L1, đầu còn lại có 1 khe hẹp F nằm ở tiêu diện TKHT L1 để cho chùm tia ló song song.
- Buồng ảnh: Là một hộp kín, một đầu là thấu kính hội tụ L2 (nằm sau lăng kính) đầu còn lại là kính ảnh đặt tại tiêu diện của L2. Chùm ánh sáng đơn sắc song song khi vào buồng ảnh tạo thành nhiều ảnh của nguồn sáng, mỗi ảnh ứng với một bước sóng xác định gọi là vạch quang phổ.
Chọn đáp án B
Bài 13: Chiếu ánh sáng Mặt Trời tới khe hẹp F của máy quang phổ lăng kính thì chùm sáng thu được khi ra khỏ hẹ tán sác là
A. chùm ánh sáng trăng song song
B. nhiều chùm ánh sáng đơn sắc song song nhau truyền theo các phương khác nhau
C. nhiều chùm ánh sáng đơn sắc song song nhau truyền theo cùng một phương
D. gồm nhiều chùm ánh sáng đơn sắc hội tụ.
Lời giải:
- Hệ tán sắc: Gồm 1 hoặc vài lăng kính P để phân tích chùm ánh sáng song song thành các chùm ánh sáng đơn sắc song song.
Chọn đáp án B
Bài 14: Cho ánh sáng từ một nguồn qua máy quang phổ thì ở buồng ảnh ta thu được dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến vàng. Quang phổ của nguồn đó là quang phổ:
A. liên tục
B. vạch phát xạ
C. vạch hấp thụ
D. vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ.
Lời giải:
- Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục (liền nhau, không bị đứt đoạn) bắt đầu từ màu đỏ đến màu tím.
Chọn đáp án A
Bài 15: Một lượng khí bị nung nóng có thể phát ra quang phổ liên tục khi có:
A. khối lượng riêng nhỏ
B. mật độ thấp
C. áp suất thấp
D. khối lượng riêng lớn.
Lời giải:
- Quang phổ liên tục do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí áp suất cao (chất khí có tỉ khối lớn) được nung nóng đến phát sáng phát ra.
Chọn đáp án D
Bài 16: Chất nào dưới đây không phát ra quang phổ liên tục khi bị nung nóng?
A. chất rắn
B. chất lỏng
C. chất khí ở áp suất thấp
D. chất khí ở áp suất cao
Lời giải:
- Chất không phát ra quang phổ liên tục khi bị nung nóng là chất khí ở áp suất thấp.
Chọn đáp án C
Bài 17: Chọn phát biểu đúng:
A. Nguồn phát ra quang phổ liên tục là vật rắn, lỏng hoặc khí có tỉ khối lớn
B. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ là các chất khi hoặc hơi có tỉ khối nhỏ bị nung nóng.
C. Nguồn phát ra quang phổ vạch hấp thụ là các chất hơi hoặc khí có tỉ khối nhỏ bị nung nóng.
D. Nguồn phát ra quang phổ vạch phát xạ là các chất hơi hoặc khí có tỉ khối nhỏ được chiếu sáng.
Lời giải:
- A sai vì thiếu điều kiện khối chất bị nung nóng.
- C, D sai vì mỗi phương án mới chỉ nêu được một yêu cầu có thể tạo quang phổ vạch hấp thụ.
Chọn đáp án B
Bài 18: Thí nghiệm nào dưới đây có thể sử dụng để thực hiện đo bước sóng ánh sáng ?
A. Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn
B. Thí nghiệm giao thoa với khe Y-âng
C. Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc
D. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng
Lời giải:
Chọn B.
Thí nghiệm giao thoa với khe Y-âng có thể sử dụng để thực hiện đo bước sóng ánh sáng.
Bài 19: Không thể nhận biết tia hồng ngoại bằng
A. quang trở B. kính ảnh
C. pin nhiệt điện D. tế bào quang điện
Lời giải:
Chọn D.
Tia hồng ngoại không thể gây ra hiệu ứng quang điện nên không thể nhận biết tia hồng ngoại bằng tế bào quang điện.
Bài 20: Khi nói về tia tử ngoại, phát biểu nào dưới đây sai ?
A. Là những bức xạ không nhìn thấy được, có tần số sóng nhỏ hơn tần số sóng của ánh sáng tím.
B. Tác dụng rất mạnh lên kính ảnh.
C. Bị thuỷ tinh không màu hấp thụ mạnh.
D. Các hồ quang điện, đèn thuỷ ngân, và những vật bị nung nóng trên 3000oC đều là những nguồn phát tia tử ngoại mạnh.
Lời giải:
Chọn A.
Tia tử ngoại không nhìn thấy được, có bước sóng nhỏ hơn ánh sáng tím → có tần số lớn hơn tần số ánh sáng tím.
Bài 21: Ánh sáng có tần số lớn nhất trong các ánh sáng đơn sắc: đỏ, lam, chàm, tím là ánh sáng
A. đỏ. B. chàm. C. tím. D. lam.
Lời giải:
Chọn C.
Ánh sáng nhìn thấy sắp xếp theo thứ tự tần số tăng dần của các màu chính là đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Bài 22: Tia hồng ngoại
A. là ánh sáng nhìn thấy, có màu hồng.
B. được ứng dụng để sưởi ấm.
C. không truyền được trong chân không.
D. không phải là sóng điện từ.
Lời giải:
Chọn B.
Tia hồng ngoại là sóng điện từ truyền được trong chân không, thuộc vùng không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn ánh sáng màu đỏ, được sử dụng để sấy khô, sưởi ấm.
Bài 23: Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia hồng ngoại và tia tử ngoại đều là sóng điện từ.
B. Sóng ánh sáng là sóng ngang.
C. Tia X và tia gamma đều không thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.
D. Các chất rắn, lỏng và chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra quang phổ vạch.
Lời giải:
Chọn D.
Các chất rắn, lỏng và chất khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng sẽ phát ra quang phổ liên tục.
Bài 24: Trong chân không, các bức xạ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng giảm dần là
A. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia tử ngoại, tia X.
B. tia hồng ngoại, ánh sáng tím, tia X, tia tử ngoại.
C. ánh sáng tím, tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X.
D. tia X, tia tử ngoại, ánh sáng tím, tia hồng ngoại.
Lời giải:
Chọn A.
Bước sóng của các bức xạ điện từ trong chân không được sắp xếp theo thứ tự giản dần là: sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy (đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím), tia tử ngoại, tia X (tia Rơnghen), tia gamma.
Bài 25: Nguồn sáng nào sau đây khi phân tích không cho quang phổ vạch phát xạ?
A. Đèn hơi hyđrô.
B. Đèn hơi thủy ngân.
C. Đèn hơi natri.
D. Đèn dây tóc.
Lời giải:
Chọn D.
Đèn dây tóc khi phát sáng sẽ cho quang phổ liên tục.
Xem thêm các dạng bài tập hay khác:
30 bài tập về Tia hồng ngoại và tia tử ngoại (2024) có đáp án chi tiết nhất
