《2019-2020學年高中物理 第十八章 原子結構 3 氫原子光譜課件 新人教版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020學年高中物理 第十八章 原子結構 3 氫原子光譜課件 新人教版選修3-5.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

3氫原子光譜 一 光譜1 定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開 獲得光的波長 頻率 和強度分布的記錄 即光譜 2 分類 1 線狀譜 由一條條的亮線組成的光譜 2 連續(xù)譜 由連在一起的光帶組成的光譜 3 特征譜線各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜 且不同原子的亮線位置不同 故這些亮線稱為原子的特征譜線 4 光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線 可以利用它來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分 這種方法稱為光譜分析 它的優(yōu)點是靈敏度高 樣本中一種元素的含量達到10 10g時就可以被檢測到 二 氫原子光譜的實驗規(guī)律1 許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的 因此光譜研究是探索原子結構的一條重要途徑 3 巴耳末公式的意義 以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜 即輻射波長的分立特征 三 經(jīng)典理論的困難1 核式結構模型的成就 正確地指出了原子核的存在 很好地解釋了 粒子散射實驗 2 經(jīng)典理論的困難 經(jīng)典物理學既無法解釋原子的穩(wěn)定性 又無法解釋原子光譜的分立特征 自我檢測1 思考辨析 1 火焰上燃燒的鈉鹽汽化后的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是吸收光譜 解析 鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜 答案 2 氫原子光譜跟氧原子光譜是不同的 解析 不同的原子發(fā)出的譜線不同 每一種原子都有自己的特征譜線 答案 3 帕邢系譜線對應的光波在真空中的波速小于光速 解析 帕邢系形成的譜線在紅外區(qū)域 而紅外線屬于電磁波 在真空中以光速傳播 答案 4 各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜 并且只能發(fā)出幾個特定的頻率 解析 各種原子只能發(fā)出幾個特定頻率的光 不同原子的亮線位置不同 說明不同原子的發(fā)光頻率是不同的 光譜中的亮線成為原子的特征譜線 答案 5 光是由原子核內(nèi)部的電子運動產(chǎn)生的 光譜研究是探索原子核內(nèi)部結構的一條重要途徑 解析 許多情況下光是由原子內(nèi)部電子 即原子核外電子 的運動產(chǎn)生的 原子核內(nèi)部沒有電子 因此光譜的研究是探索原子結構的一條重要途徑 答案 2 探究討論 根據(jù)經(jīng)典的電磁理論 原子的光譜是怎樣的 而實際看到的原子的光譜是怎樣的 答案 根據(jù)經(jīng)典電磁理論 原子可以輻射各種頻率的光 即原子光譜應該是連續(xù)的 而實際上看到的原子的光譜總是分立的線狀譜 探究一 探究二 光譜問題探究早在17世紀時 牛頓就發(fā)現(xiàn)了太陽光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象 并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜 1814年 德國物理學家夫瑯禾費對太陽光譜進行了細心的檢驗 并自己編繪了太陽光譜圖 這個光譜圖內(nèi)有多條黑線 夫瑯禾費對其中8條重要的黑線做了標識 這些黑線后來就成為比較不同玻璃材料折射率的標準 并為光譜精確測量提供了基礎 此后 許多科學家對光譜進行了實驗研究 認識到光譜與物質(zhì)的化學成分有關 從而促進了光譜分析技術的應用 請你上網(wǎng)查詢結合對光譜的認識 談一談在日常生活中光譜有哪些應用 探究一 探究二 要點提示 光譜分析可以檢測半導體材料硅和鍺是不是達到高純度要求 光譜分析可以幫助人們發(fā)現(xiàn)新元素 光譜分析可以研究天體的成分 光譜分析可以鑒定食品的優(yōu)劣 光譜分析可以鑒定文物等 探究一 探究二 知識歸納1 光譜的分類和比較 探究一 探究二 2 太陽光譜 1 太陽光譜的特點 在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線 是一種吸收光譜 2 產(chǎn)生原因 當陽光透過太陽的高層大氣射向地球時 太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光 這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線 探究一 探究二 3 光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線 可以利用它來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分 這種方法稱為光譜分析 1 優(yōu)點 靈敏度高 樣本中一種元素的含量達到10 10g時就可以被檢測到 2 應用 a 發(fā)現(xiàn)新元素 b 鑒別物體的物質(zhì)成分 3 用于光譜分析的光譜 線狀譜和吸收光譜 連續(xù)譜不能用于光譜分析 光譜分析只能用特征譜線來分析 探究一 探究二 典例剖析 例題1 多選 下列關于光譜和光譜分析的說法正確的是 A 太陽光譜和白熾燈光譜都是線狀譜B 煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜C 進行光譜分析時 可以用線狀譜 不能用連續(xù)光譜D 我們能通過光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分 思考問題 光譜分析用的是什么譜線 提示 是線狀譜或吸收光譜這一類的特征譜線 探究一 探究二 解析 太陽光譜中的暗線是太陽發(fā)出的連續(xù)譜經(jīng)過太陽大氣層時產(chǎn)生的吸收光譜 正是太陽發(fā)出的光譜被太陽大氣層中存在的對應元素吸收所致 白熾燈發(fā)出的是連續(xù)譜 選項A錯誤 月球本身不會發(fā)光 靠反射太陽光才能使我們看到它 所以不能通過光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分 選項D錯誤 光譜分析只能是線狀譜和吸收光譜 連續(xù)譜是不能用來進行光譜分析的 所以選項C正確 煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜 選項B正確 答案 BC特別提醒某種原子線狀光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線是一一對應的 兩者均可用作光譜分析 探究一 探究二 變式訓練1 多選 關于太陽光譜 下列說法正確的是 A 太陽光譜是吸收光譜B 太陽光譜中的暗線 是太陽光經(jīng)過太陽大氣層時某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的C 根據(jù)太陽光譜中的暗線 可以分析太陽的物質(zhì)組成D 根據(jù)太陽光譜中的暗線 可以分析地球大氣層中含有哪些元素解析 太陽是一個高溫物體 它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽大氣層時 會被太陽大氣層中的某些元素的原子吸收 從而使我們觀察到的太陽光譜是吸收光譜 所以分析太陽光譜可知太陽大氣層的物質(zhì)組成 答案 AB 探究一 探究二 氫原子光譜的實驗規(guī)律問題探究氫原子是自然界中最簡單的原子 對它的光譜線的研究獲得的原子內(nèi)部結構的信息 對于研究更復雜的原子的結構有指導意義 從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜 如圖所示 氫原子的光譜為線狀譜 試分析氫原子光譜的分布特點 要點提示 在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi) 由右向左 相鄰譜線間的距離越來越小 表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性 探究一 探究二 知識歸納1 巴耳末公式 2 巴耳末公式說明氫原子光譜的波長只能取分立值 不能取連續(xù)值 巴耳末公式以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜 即輻射波長的分立特征 2 其他公式 探究一 探究二 巴耳末公式僅反映了氫原子的線狀光譜 不能描述其他原子 探究一 探究二 典例剖析 例題2 多選 巴耳末通過對氫原子光譜的研究總結出巴耳末公式 對此 下列說法正確的是 A 巴耳末依據(jù)核式結構理論總結出巴耳末公式B 巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C 巴耳末依據(jù)氫原子光譜的分析總結出巴耳末公式D 巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性 其波長的分立值并不是人為規(guī)定的 思考問題 巴耳末公式是怎樣總結出來的 提示 巴耳末公式是利用在可見光區(qū)的14條譜線總結出的氫原子譜線規(guī)律 探究一 探究二 解析 巴耳末公式是根據(jù)氫原子光譜總結出來的 氫原子光譜的不連續(xù)性反映了氫原子發(fā)光的分立性 即輻射波長的分立特征 選項C D正確 答案 CD 探究一 探究二 變式訓練2氫原子光譜巴耳末系最小波長與最大波長之比為 1 2 3 4 1 對原子光譜 下列說法正確的是 A 原子光譜是連續(xù)的B 由于原子都是由原子核和電子組成的 所以各種原子的原子光譜是相同的C 各種原子的原子結構不同 但各種原子的原子光譜可能是相同的D 分析物質(zhì)發(fā)光的光譜 可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素解析 原子光譜為線狀譜 A錯誤 各種原子都有自己的特征譜線 故B C均錯誤 據(jù)各種原子的特征譜線進行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成 D正確 答案 D 2 3 4 2 多選 要得到鈉元素的特征譜線 下列做法正確的是 A 使固體鈉在空氣中燃燒B 將固體鈉高溫加熱成稀薄鈉蒸氣C 使熾熱固體發(fā)出的白光通過低溫鈉蒸氣D 使熾熱固體發(fā)出的白光通過高溫鈉蒸氣解析 熾熱固體發(fā)出的是連續(xù)譜 燃燒固體鈉不能得到特征譜線 A錯誤 稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線狀譜 B正確 強烈的白光通過低溫鈉蒸氣時 某些波長的光被吸收產(chǎn)生鈉的吸收光譜 C正確 D錯誤 答案 BC 1 2 3 4 3 下列說法正確的是 A 所有氫原子光譜的波長都可由巴耳末公式求出B 巴耳末公式中的n可以連續(xù)取值C 巴耳末系是氫原子光譜中的不可見光部分D 氫原子光譜是線狀譜的一個例證答案 D 1 2 3 4 4 氫原子光譜除了巴耳末系外 還有萊曼系 帕邢系等 其中帕邢系 氫原子光譜在紅外線區(qū)域 試求n 6時 對應的波長為多大 當n 6時 得 1 09 10 6m 答案 1 09 10 6m