10Hóa học 10 Đúng – Sai Vận dụng cao 387

Một phần mềm mô phỏng thí nghiệm tán xạ bắn chùm hạt α\alpha vào lá bạc rất mỏng. Detector chỉ ghi những hạt lệch khỏi phương chùm tia tới quá 55^\circ rồi chia chúng vào bốn vùng góc; chùm hạt đi thẳng không được ghi, và mọi vùng góc dùng detector có cùng hiệu suất.
Phép đo làm hai lần. Lần có lá bạc kéo dài 1212 phút, cho số đếm NiN_i. Lần đo nền — bỏ lá bạc ra, giữ nguyên khung giữ mẫu — kéo dài 44 phút, cho số đếm MiM_i.
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>Số đếm NiN_i (có lá kim loại)</th><th>Số đếm MiM_i (đo nền)</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>7356073560</td><td>63006300</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>51005100</td><td>2020</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>300300</td><td>2020</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>132132</td><td>2424</td></tr></table>
Tốc độ đếm đã hiệu chỉnh của vùng góc thứ iiri=Ni12Mi4r_i = \dfrac{N_i}{12} - \dfrac{M_i}{4} (hạt/phút), còn tỉ lệ của vùng góc ấy là fi=1000rir1+r2+r3+r4f_i = \dfrac{1000 r_i}{r_1 + r_2 + r_3 + r_4} phần nghìn.
Phần mềm đang chạy ở **một** trong hai cấu hình bia sau, mỗi cấu hình có sẵn một phân bố dự đoán gig_i đã chuẩn hoá.
Cấu hình C1\text{C}_1: toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm trong một vùng có đường kính khoảng 10510^{-5} lần đường kính nguyên tử.
Cấu hình C2\text{C}_2: toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm trong một vùng có đường kính khoảng 10410^{-4} lần đường kính nguyên tử.
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>Dự đoán của C1\text{C}_1 (phần nghìn)</th><th>Dự đoán của C2\text{C}_2 (phần nghìn)</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>891891</td><td>948948</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>9797</td><td>4848</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>1010</td><td>33</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>22</td><td>11</td></tr></table>
Quy tắc chọn: với mỗi cấu hình, tính D=f1g1+f2g2+f3g3+f4g4D = \left|f_1 - g_1\right| + \left|f_2 - g_2\right| + \left|f_3 - g_3\right| + \left|f_4 - g_4\right|; cấu hình có DD nhỏ hơn là cấu hình được số liệu ủng hộ, nhưng chỉ kết luận khi hai giá trị DD chênh nhau từ 2020 phần nghìn trở lên. Thí nghiệm này chỉ so hai cấu hình đã cho.
Xét các khẳng định sau.

a Sau khi trừ nền và quy về cùng thời lượng, tốc độ đếm ở vùng góc (15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right] bằng 420420 hạt/phút. Đúng
b Sau hiệu chỉnh, vùng góc (90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right] chiếm 11 phần nghìn tổng số hạt tán xạ ghi được. Đúng
c Theo quy tắc đã cho, số liệu ủng hộ cấu hình C2\text{C}_2. Sai
d Từ bốn số đếm theo vùng góc suy ra được electron chuyển động trên những quỹ đạo tròn có mức năng lượng xác định. Sai
Câu hỏi có hữu ích?

Lời giải

Đáp án
Đ Đ S S
Các bước giải
1
a) Vùng góc (15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]: lần đo có lá kim loại cho 510012=425\dfrac{5100}{12} = 425 hạt/phút, lần đo nền cho 204=5\dfrac{20}{4} = 5 hạt/phút.
2
Vậy r=4255=420r = 425 - 5 = 420 hạt/phút. Lấy luôn 425425 là quên phép trừ nền, mà nền ở vùng góc này không bỏ qua được.
3
b) Bốn tốc độ đếm đã hiệu chỉnh cộng lại bằng 50005000 hạt/phút, còn vùng góc (90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]r=5r = 5 hạt/phút.
4
Tỉ lệ của vùng góc ấy là 100055000=1\dfrac{1000 \cdot 5}{5000} = 1 phần nghìn.
5
Chuẩn hoá thẳng số đếm thô thì vùng góc ấy hoá ra chiếm 1,71{,}7 phần nghìn, làm tròn thành 22: nền chưa bị trừ nên con số ấy lệch hẳn.
6
c) **Bước 1 — quy hai dãy số đếm về cùng thời lượng rồi trừ nền theo từng vùng góc.**
7
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>Lá kim loại (hạt/phút)</th><th>Nền (hạt/phút)</th><th>rir_i (hạt/phút)</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>61306130</td><td>15751575</td><td>45554555</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>425425</td><td>55</td><td>420420</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>2525</td><td>55</td><td>2020</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>1111</td><td>66</td><td>55</td></tr><tr><td>Tổng</td><td>65916591</td><td>15911591</td><td>50005000</td></tr></table>
8
**Bước 2 — chuẩn hoá và cộng chênh lệch.** Mỗi tỉ lệ là fi=1000ri5000f_i = \dfrac{1000 r_i}{5000}; hai cột cuối của bảng dưới cộng chênh lệch trên cả bốn vùng góc.
9
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>fif_i (phần nghìn)</th><th>Chênh với C1\text{C}_1</th><th>Chênh với C2\text{C}_2</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>911911</td><td>2020</td><td>3737</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>8484</td><td>1313</td><td>3636</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>44</td><td>66</td><td>11</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>11</td><td>11</td><td>00</td></tr><tr><td>Tổng</td><td>10001000</td><td>4040</td><td>7474</td></tr></table>
10
**Bước 3 — so với ngưỡng.** Cấu hình C1\text{C}_1D=40D = 40 phần nghìn, cấu hình C2\text{C}_2D=74D = 74 phần nghìn; hai giá trị chênh nhau 7440=342074 - 40 = 34 \ge 20 nên kết luận được: số liệu ủng hộ cấu hình C1\text{C}_1.
11
Hai chỗ dễ chọn ngược. Bỏ phép trừ nền, chuẩn hoá thẳng số đếm thô thì bộ tỉ lệ thành 930,1930{,}1; 64,564{,}5; 3,83{,}8; 1,71{,}7 phần nghìn và DD nhỏ hơn lại thuộc cấu hình C2\text{C}_2. Chỉ soi riêng vùng góc (45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right] cũng ra cấu hình C2\text{C}_2, vì 43=1<410=6\left|4 - 3\right| = 1 < \left|4 - 10\right| = 6.
12
d) Hạt bị lệch mạnh vì gặp vùng mang điện dương, không phải vì lớp vỏ electron; mức năng lượng của electron phải đọc từ quang phổ vạch.
Lời giải có hữu ích?
Xem dạng tự luận của câu này

Một phần mềm mô phỏng thí nghiệm tán xạ bắn chùm hạt α\alpha vào lá bạc rất mỏng. Detector chỉ ghi những hạt lệch khỏi phương chùm tia tới quá 55^\circ rồi chia chúng vào bốn vùng góc; chùm hạt đi thẳng không được ghi, và mọi vùng góc dùng detector có cùng hiệu suất.
Phép đo làm hai lần. Lần có lá bạc kéo dài 1212 phút, cho số đếm NiN_i. Lần đo nền — bỏ lá bạc ra, giữ nguyên khung giữ mẫu — kéo dài 44 phút, cho số đếm MiM_i.
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>Số đếm NiN_i (có lá kim loại)</th><th>Số đếm MiM_i (đo nền)</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>7356073560</td><td>63006300</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>51005100</td><td>2020</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>300300</td><td>2020</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>132132</td><td>2424</td></tr></table>
Tốc độ đếm đã hiệu chỉnh của vùng góc thứ iiri=Ni12Mi4r_i = \dfrac{N_i}{12} - \dfrac{M_i}{4} (hạt/phút), còn tỉ lệ của vùng góc ấy là fi=1000rir1+r2+r3+r4f_i = \dfrac{1000 r_i}{r_1 + r_2 + r_3 + r_4} phần nghìn.
Phần mềm đang chạy ở **một** trong hai cấu hình bia sau, mỗi cấu hình có sẵn một phân bố dự đoán gig_i đã chuẩn hoá.
Cấu hình C1\text{C}_1: toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm trong một vùng có đường kính khoảng 10510^{-5} lần đường kính nguyên tử.
Cấu hình C2\text{C}_2: toàn bộ điện tích dương của nguyên tử nằm trong một vùng có đường kính khoảng 10410^{-4} lần đường kính nguyên tử.
<table><tr><th>Vùng góc</th><th>Dự đoán của C1\text{C}_1 (phần nghìn)</th><th>Dự đoán của C2\text{C}_2 (phần nghìn)</th></tr><tr><td>(5;15]\left(5^\circ; 15^\circ\right]</td><td>891891</td><td>948948</td></tr><tr><td>(15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right]</td><td>9797</td><td>4848</td></tr><tr><td>(45;90]\left(45^\circ; 90^\circ\right]</td><td>1010</td><td>33</td></tr><tr><td>(90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right]</td><td>22</td><td>11</td></tr></table>
Quy tắc chọn: với mỗi cấu hình, tính D=f1g1+f2g2+f3g3+f4g4D = \left|f_1 - g_1\right| + \left|f_2 - g_2\right| + \left|f_3 - g_3\right| + \left|f_4 - g_4\right|; cấu hình có DD nhỏ hơn là cấu hình được số liệu ủng hộ, nhưng chỉ kết luận khi hai giá trị DD chênh nhau từ 2020 phần nghìn trở lên. Thí nghiệm này chỉ so hai cấu hình đã cho.

a) Tính tốc độ đếm đã hiệu chỉnh ở vùng góc (15;45]\left(15^\circ; 45^\circ\right].

b) Tính tỉ lệ của vùng góc (90;150]\left(90^\circ; 150^\circ\right] sau hiệu chỉnh, theo phần nghìn.

c) Tính DD cho cả hai cấu hình rồi cho biết số liệu ủng hộ cấu hình nào.

d) Cho biết số đếm theo vùng góc có nói được cách sắp xếp electron quanh hạt nhân hay không.

Đáp án a) 420420 hạt/phút; b) 11 phần nghìn; c) C1:40\text{C}_1: 40; C2:74\text{C}_2: 74; ủng hộ cấu hình C1\text{C}_1; d) không, phải dùng bằng chứng khác

Câu hỏi cùng chủ đề

TN
Thí nghiệm bắn hạt alpha vào lá vàng mỏng của Rutherford cho kết luận nào?
Trắc nghiệm Cấu tạo nguyên tử Nhận biết 26 1900
TN
Luận điểm đặc trưng của “mô hình Rutherford” là
Trắc nghiệm Cấu tạo nguyên tử Thông hiểu 28 2088
ĐS
Xét các mô hình nguyên tử đã học, trong đó có “mô hình Thomson”.
Đúng – Sai Cấu tạo nguyên tử Thông hiểu 18 910
TLN
Các mô hình nguyên tử theo thứ tự ra đời: mô hình Thomson, mô hình Rutherford, mô hình Rutherford - Bohr, mô hình nguyên tử hiện đại. Hỏi “mô hình nguyên tử hiện đại” đứng thứ mấy trong thứ tự ấy?
Trả lời ngắn Cấu tạo nguyên tử Thông hiểu 29 1681
TN
Điểm khác nhau căn bản giữa mô hình Rutherford - Bohr và mô hình nguyên tử hiện đại là
Trắc nghiệm Cấu tạo nguyên tử Vận dụng 24 1359
TLN
Cho năm phát biểu về các mô hình nguyên tử:
(1) Theo mô hình hiện đại, không xác định được quỹ đạo chuyển động của electron.
(2) Mô hình Bohr giải thích tốt quang phổ của mọi nguyên tử nhiều electron.
(3) Thí nghiệm tán xạ hạt alpha chứng tỏ nguyên tử là khối cầu đặc.
(4) Orbital là vùng không gian quanh hạt nhân mà xác suất tìm thấy electron là lớn nhất.
(5) Mô hình hiện đại bác bỏ sự tồn tại của hạt nhân nguyên tử.
Có bao nhiêu phát biểu đúng?
Trả lời ngắn Cấu tạo nguyên tử Vận dụng 25 1251