18.3氢原子光谱教学设计说明
高二物理选修35第十八章：18.3氢原子光谱导学案
高二物理导教学设计日期 0716编号008 教师李明佛18.3氢原子光谱导教学设计班级姓名学习目标1．认识光谱的定义和分类。
2．认识氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．认识经典原子理论的困难。
学习重点：氢原子光谱的实验规律学习难点：经典理论的困难学习过程：引入新课表达：粒子散射实验令人们认识到原子拥有核式结构，但电子在核外怎样运动呢？它的能量怎样变化呢？经过这节课的学习我们就来进一步认识有关的实验事实。
新课学习1．光谱（结合课件显现）光谱：早在 17 世纪，牛顿就发现了日光经过三棱镜后的色散现象，并把实验中获取的彩色光带叫做光谱。
光谱是电磁辐射（不论是在可见光地域还是在不能见光地域）的波长成分和强度分布的记录。
有时可是波长成分的记录。
（1）发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
①连续光谱：叫做连续光谱。
比方：火热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
比方白炽灯丝发出的光、烛焰、火热的钢水发出的光都形成连续光谱。
②明线光谱：叫做明线光谱。
叫谱线，各条谱线对应不相同波长的光。
比方：稀少气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，因此也叫原子的光谱。
特色谱线：实践证明，原子不相同，发射的明线光谱也不相同，每种原子只能发出拥有自己特色的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特色谱线。
（2）吸取光谱：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的所有波长的光）经过物质时，某些波长的光被物质吸取后产生的光谱，叫做吸取光谱。
第1页/共5页各种原子的吸取光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。
这表示，低温气体原子吸取的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。
因此吸取光谱中的暗谱线，也是原子的特色谱线。
太阳的光谱是吸取光谱。
各种光谱成因知识结构图：（3）光谱解析：这种方法叫做光谱解析。
原子光谱的不连续性反响出原子结构的不连续性，因此光谱解析也能够用于研究原子的结构。
氢原子光谱导学案【范本模板】
【教学目标】1．知道光谱、线状谱、连续谱、特征谱线的概念.2．知道利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成。
3．了解玻尔原子模型及能级的概念。
4．理解原子发射和吸收光子频率与能级差的关系。
【知识要点1】1.光谱：用光栅或棱镜把光按________展开，获得光的________和强度分布的记录，即光谱。
2．有些光谱是一条条的亮线，把它们叫做________，这样的光谱叫做________谱，有的光谱看起来不是一条条分立的谱线,而是连在一起的光带，我们把它叫做________谱。
3．各种原子的发射光谱都是________谱,说明原子只发出几种________的光。
不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光________是不一样的，因此这些亮线称为原子的________谱线。
4．每种原子都有自己的特征谱线,可以利用它来________物质和确定物质的________，这种方法称为光谱分析。
物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类：（1）发射光谱：物质直接发出的光通过分光后产生的光谱。
它可分为连续光谱和明线光谱（线状光谱)。
①连续光谱:由连续分布的一切波长的光(单色光）组成的光谱。
炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都是连续光谱.②明线光谱：只含有一些不连续的亮线的光谱.它是由游离状态的原子发射的,因此也叫原子光谱。
稀薄气体或金属的蒸气的发射的光谱就是明线光谱。
实验证明，每种元素的原子都有一定特征的明线光谱。
（2）吸收光谱：高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱.这种光谱的特点是在连续光谱的背景上由若干条暗线组成的。
【例1】对原子光谱，下列说法正确的是( ）A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同,所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素【例2】．太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线。
18.3氢原子光谱 - “诱思探究”理论式教学
r
e
e F
+
v
e
事 实
原子是稳定的．
e
+
卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(二)
经 典 理 论 认 为 事 实
由于电子轨道的变化是 连续的，辐射电磁波的 频率等于绕核运动的频 率,连续变化,原子光谱 应该是连续光谱 原子光谱是不连
续的,是线状谱
矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不 适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这 个矛盾，1913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基 础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了 玻尔原子模型。
2、吸收光谱
高温物体发出的白光（连续谱）通过物质时， 某些波长的光被物质吸收后产生的光谱
吸收光谱也是原子的特征谱线。
太阳光谱是吸收光谱
2、吸收光谱
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子 的发射光谱中的一条明线相对应。
氢气的吸收光谱
光谱中产生的一组暗线，每条 暗线的波长都跟该种气体原子 的特征谱线相对应。
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的 枣糕模型
出现矛盾
α粒子散射 实验
否定
汤姆孙的 枣糕模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
卢瑟福的核 式结构模型
建立
?
卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(一)
经 典 理 论 认 为
电子绕核运动将不断向外 辐射电磁波，电子损失了 能量，其轨道半径不断缩 小，最终落在原子核上,而 使原子变得不稳定．
氢气
钠的吸收光谱
钠蒸气
各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位
高中18-3氢原子光谱学案教案
【知识要点】1.发射光谱①线状谱定义：产生：②连续谱定义：产生：各种原子的发射光谱都是，因此这些谱线也叫做元素的。
2.吸收光谱定义：产生：3.光谱分析：，优点：。
4.巴耳未公式：5.经典理论的困难：⑴用经典理论研究原子的稳定性：电子绕核运动(有加速度)→电磁场变化→向外辐射电磁波→能量减少→电子绕核运行的轨道半径减小→电子沿螺旋线运动到最后落到原子核上。
⑵用经典理论研究原子光谱：辐射频率等于绕核运行的频率，电子运转能量减小，轨道半径减小，运行频率不断变化→原子辐射电磁波的频率也不断变化→原子光谱应为连续光谱。
【典型例题】例1.卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有（）A.解释α粒子散射现象B.用α粒子散射数据估算原子核的大小C.结合经典电磁理论解释原子的稳定性D.结合经典电磁理论解释氢光谱例2.关于光谱，下列说法中正确的是（）A.炽热的液体发射连续光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素C.明线光谱和吸收光谱都可用于对物质成分进行分析D.发射光谱一定是连续光谱例3.根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？例4.有关氢原子光谱的说法正确的是（）A.氢原子的发射光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关【课堂检测】1.下列说法中正确的是（）A.炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成线状谱B.各种原子的线状谱中的明线和它吸收光谱中的暗线相对应C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱2.关于巴耳末公式221112R n λ骣÷ç=-÷ç桫的理解，正确的是（ ） A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值，故氢光谱是连续谱C.公式中n 只能取整数值，故氢光谱是线状谱D.此公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱分析3.下列关于光谱的说法中错误的是（ ）A.连续谱和线状谱都是发射光谱B.线状谱的谱线含有原子的特征谱线C.固体、液体和气体的发射光谱为连续谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状谱D.在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光4.根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是（ ）A.线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线B.线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线C.线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线D.同一元素的线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是一一对应的5.白炽灯的光谱是 光谱；太阳的光谱是 光谱；铁水的光谱是 光谱；霓虹灯的光谱是 光谱。
氢原子光谱教学案
课题：§18.3氢原子光谱执笔教师：易国强审稿教师：年级：高二学科：物理周次：备课组长签字：一、要达成的目标：（用行为指向动词表述）１、了解光谱、连续谱和线状谱等概念。
２、知道氢原子光谱的实验规律３、知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特性。
二、“教”与“学”的过程：（备课组统一意见后由执笔人抄写、剪贴，再由备课组长签字后制版印刷）（本堂课所用电教手段：一、光谱问题1、什么是线状谱，具有什么特点？怎样可以产生？问题2、什么是连续谱，具有什么特点？怎样产生的？问题3、阅读课本中科学足迹，吸收谱是怎样产生的？问题４、各种原子发射的光谱属于以上了哪种光谱，同原子发出的谱线一样吗？二、氢原子光谱的实验规律问题1、气体放电管的工作原理是怎样的？问题2、巴耳末系的公式是怎样的？如何理解公式中的n，说明了氢原子光谱有什么特点？除巴耳末系外（可见光区），后来发现了氢光谱在红外区和紫外区的其他谱线系，也都满足与巴耳末系类似的公式三、卢瑟福原子核式模型的困难问题1、经典物理学在解释氢原子光谱时遇到了什么困难练习1．下列物质产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发亮的白炽灯C．炽热的高压气体D．固体或液体汽化成稀薄气体后发光8．关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢光谱是线状谱D．公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱6．关于太阳光谱，下列说法正确的是()A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．太阳光谱中的暗线是太阳光经过地球大气层时形成的D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素三、“教”“学”后记：（教师写成败得失和改进措施，学生写学习体会和存在的问题）备注（教师个性化教案，学生学习笔记）备注（教师个性化教案，学生学习笔记）。
人教版高中物理教案-氢原子光谱
第十八章原子結構18.3 氫原子光譜【教學目標】1．知道光譜、線狀譜、連續譜、特徵譜線的概念。
2．知道利用光譜分析可以鑒別物質和確定物質的組成。
3．知道氫原子光譜的規律。
4．瞭解經典理論的困難。
重點：氫原子光譜的規律難點：氫原子光譜的規律【自主預習】1.光譜：用光柵或棱鏡把光按________展開，獲得光的________和強度分佈的記錄，即光譜。
2．有些光譜是一條條的亮線，把它們叫做________，這樣的光譜叫做________譜，有的光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一起的光帶，我們把它叫做________譜。
3．各種原子的發射光譜都是________譜，說明原子只發出幾種________的光。
不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發光________是不一樣的，因此這些亮線稱為原子的________譜線。
4．每種原子都有自己的特徵譜線，可以利用它來________物質和確定物質的________，這種方法稱為光譜分析。
5．在氫原子光譜的可見光區，有四條譜線，這些譜線的波長可用一個公式表示，這個公式可寫作：＝________，n＝3,4,5，…式中R叫做裡德伯常量，實驗測得的值為R＝________ m－1。
6．光譜：用光柵或棱鏡可以把光波按波長展開，獲得光的波長(頻率)成分和強度分佈的記錄，即光譜。
用攝譜儀可以得到光譜的照片。
物質的光譜按其產生方式不同可分為兩大類：(1)發射光譜：物質直接發出的光通過分光後產生的光譜。
它可分為連續光譜和明線光譜(線狀光譜)。
①連續光譜：由連續分佈的一切波長的光(單色光)組成的光譜。
熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜。
如電燈絲發出的光、熾熱的鋼水發出的光都是連續光譜。
②明線光譜：只含有一些不連續的亮線的光譜。
它是由游離狀態的原子發射的，因此也叫原子光譜。
稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射的光譜就是明線光譜。
實驗證明，每種元素的原子都有一定特徵的明線光譜。
18.3 氢原子光谱 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (1)
3 氢原子光谱
1、知识与技能
（1）了解光谱的定义和分类；
（2）了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系；
（3）了解经典原子理论的困难。
2、过程与方法：通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。
3、情感、态度与价值观：培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。
教学重点：氢原子光谱的实验规律。
教学难点：经典理论的困难。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
（二）进行新课
1、光谱
光谱：用光栅或棱镜可以把光按展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。
线状谱：
连续谱：
各种原子的发射光谱都是：
由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。
这种方法叫做光谱分析。
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
2、氢原子光谱的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
3、经典理论的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。
总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，原子光谱应是连续的光谱。
实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。
实验测得原子光谱是不连续的谱线。
课后反思：。
《氢原子光谱》教学设计
3.氢原子光谱教学设计新课标要求（一）知识与技能1．了解光谱的定义和分类。
2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．知道经典原子理论的困难。
（二）过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。
（三）情感、态度与价值观培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识，体会物理规律是在接受实践检验的过程中不断完善和发展的。
★教学重点氢原子光谱的实验规律★教学难点经典理论的困难★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：多媒体辅助教学设备及实验★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述： 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？物理学家是通过对光谱的观察来解决这些问题，通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
（二）进行新课1．光谱（结合课件展示）早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。
讲述：光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。
有时只是波长成分的记录。
2.光谱分类（1）发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱？学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。
明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
如图所示。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
如图所示。
3. 氢原子光谱的实验规律许多情况下光是原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
高中物理 18.3 氢原子光谱学案 新人教版选修35
3 氢原子光谱[目标定位] 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念.2.知道氢原子光谱的实验规律.3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征．一、光谱1．定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱．(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱．3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析：由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10__g时就可以被检测到．想一想研究分析月亮的光谱，能否知道月球上含有哪些元素？答案不能，月亮不能自己发光，只能反射太阳的光，故其光谱是太阳光谱，研究分析月亮的光谱不能知道月球上含有哪些元素．二、氢原子光谱的实验规律1．研究光谱的意义：光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径．2．巴耳末公式：巴耳末研究发现，氢原子在可见光区的四条谱线的波长能够用一个公式表示即巴耳末公式：1λ＝R(122－1n2)，n＝3，4，5…，式中R叫做里德伯常量，R＝1.10×107 m－1.它确定的这一组谱线称为巴耳末系．式中的n只能取整数，不能连续取值．三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好的解释了α粒子散射实验．2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性又无法解释原子光谱的分立特征．想一想原子的核式结构模型与经典的电磁理论的矛盾给予我们怎样的启示？答案尽管经典物理学可以很好地应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，预示着原子世界需要一个不同于经典物理学的理论．一、光谱和光谱分析1．光谱分类(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱．它分为连续谱和明线光谱(线状谱)．①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱．②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱．各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱．每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同．(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线．这些暗线与特征谱线相对应．2．光谱分析(1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．(2)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．3．太阳光谱的特点(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)产生原因：当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光．例1关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B．霓虹灯产生的是线状谱C．进行光谱分析时，只能用明线光谱D．同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的答案BD解析太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱．针对训练1 有关原子光谱下列说法正确的是( )A．原子光谱反映了原子的结构特征B ．氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的C ．太阳光谱是连续的D ．鉴别物质的成分可以采用光谱分析 答案 ABD解析 各原子光谱反映了它们各自的特征，所以A 、B 正确；太阳光谱是吸收光谱，它是不连续的．光谱可以用来鉴别物质的组成．C 错误、D 正确．故正确答案为A 、B 、D. 二、氢原子光谱的实验规律1．氢原子的光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图18－3－1所示．图18－3－12．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性． 3．巴耳末公式：(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式： 1λ＝R (122－1n 2) n ＝3，4，5…该公式称为巴耳末公式． (2)公式中只能取n ≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．例2 在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2，n ＝2，3，4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长． 答案 1.21×10－7m 9.10×10－8m 解析 根据莱曼系公式： 1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2，n ＝2，3，4… 可得λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2当n ＝2时波长最长，其值为λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－122＝134R ＝134×1.10×107 m ＝1.21×10－7m.当n ＝∞时，波长最短，其值为λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－0＝1R ＝11.10×107 m ＝9.10×10－8m.借题发挥 在计算氢原子发出的某一线系的光的波长时，需首先明确为哪一线系，选用相应的公式1λ＝R (1a 2－1n2)，n 的取值只能为整数且大于a .针对训练2 下列关于巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2的理解，正确的是( ) A ．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的 B ．公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C ．公式中n 只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D ．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱 答案 AC解析 此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n 只能取大于等于3的整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．光谱和光谱分析1．关于太阳光谱，下列说法正确的是( ) A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素 答案 AB解析 太阳光谱是吸收光谱．因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故上述选项中正确的是A 、B. 2．对原子光谱，下列说法正确的是( ) A ．原子光谱是不连续的B ．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C ．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D ．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 答案 ACD解析 原子光谱为线状谱，A 正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B 错、C 对；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D 正确．氢原子光谱的实验规律3．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3，4，5，…对此，下列说法正确的是( )A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 答案 CD解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确．4．根据巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，计算n ＝3、4、5、6时的波长． 答案 654.45 nm 484.85 nm 432.90 nm 409.09 nm解析 由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2可得 当n ＝3时，1λ1＝1.10×107×⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132 m －1＝0.152 8×107 m －1，故λ1＝6.544 5×10－7m ＝654.45 nm 同理：当n ＝4时，λ2＝4.848 5×10－7m ＝484.85 nm 当n ＝5时，λ3＝4.329 0×10－7m ＝432.90 nm 当n ＝6时，λ4＝4.090 9×10－7 m ＝409.09 nm.题组一光谱和光谱分析1．(2014·南通高二检测)白炽灯发光产生的光谱是( )A．连续光谱 B．明线光谱C．原子光谱 D．吸收光谱答案 A解析白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱．2．关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同答案 C解析每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，选项C正确．3．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( )A．线状谱 B．连续谱C．吸收光谱 D．发射光谱答案 B4．对于光谱，下面的说法中正确的是( )A．大量原子发光的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱答案 B解析原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错； B项是线状谱的特征，正确；太阳光在经过太阳大气层时某些光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，故太阳光谱是吸收谱，故C、D均错．5．太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( )A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续光谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故C正确，A、B、D均错误．6．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )A．太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分答案BC解析太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，选项A错误；月亮本身不发光，不能测定月球的成分，选项D错误．7．各种原子的光谱都是________，说明原子只发出几种特定频率的光．不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是________的．因此这些亮线称为原子的________．答案线状谱不一样特征谱线题组二巴耳末公式的应用8．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( )A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案 B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B对，A、C错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D错．9．下列对于巴耳末公式的说法正确的是( ) A ．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B ．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C ．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D ．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长 答案 C解析 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A 、D 错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B 错误、C 正确． 10．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59 B.49 C.79 D.29 答案 A解析 由巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3，4，5，…当n ＝∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R 122， 当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R (122－132)，得λ1λ2＝59. 题组三 综合应用11．如图18－3－2甲所示的a 、b 、c 、d 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图18－3－2A ．a 元素B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素 答案 B解析 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故B 正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．12．在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？ 答案 λ1＝6.54×10－7m ，λ2＝4.85×10－7m ；ν1＝4.59×1014 Hz ，ν2＝6.19×1014 Hz解析 利用巴耳末公式计算波长1λ＝R (122－1n2)当n ＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长当n ＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132)m －1，解得λ1≈6.54×10－7m当n ＝4时，1λ2＝1.10×107×(122－142)m －1，解得λ2≈4.85×10－7m ，由波速公式c ＝λν 得ν1＝c λ1＝ 3.0×1086.54×10－7 Hz ≈4.59×1014Hzν2＝c λ2＝3.0×1084.85×10－7 Hz ≈6.19×1014Hz.13．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫132－1n 2，n ＝4、5、6…，R ＝1.10×107m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求： (1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n ＝6时，传播频率为多大？ 答案 (1)1.09×10－6m(2)3.0×108m/s 2.75×1014Hz解析 (1)由帕邢系公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫132－1n 2，当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6m.(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3.0×108 m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ＝2.75×1014Hz.。
氢原子光谱教案
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3-５）新课标要求1。
内容标准(1)了解人类探索原子结构得历史以及有关经典实验.例1用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验.（２)通过对氢原子光谱得分析,了解原子得能级结构。
例2 了解光谱分析在科学技术中得应用.2。
活动建议观瞧有关原子结构得科普影片。
新课程学习18。
3 氢原子光谱★新课标要求(一）知识与技能1。
了解光谱得定义与分类.2.了解氢原子光谱得实验规律,知道巴耳末系。
3。
了解经典原子理论得困难.(二）过程与方法通过本节得学习,感受科学发展与进步得坎坷。
(三）情感、态度与价值观培养我们探究科学、认识科学得能力，提高自主学习得意识。
★教学重点氢原子光谱得实验规律★教学难点经典理论得困难★教学方法教师启发、引导,学生讨论、交流.★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述：粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构,但电子在核外如何运动呢?它得能量怎样变化呢？通过这节课得学习我们就来进一步了解有关得实验事实。
（二）进行新课1．光谱(结合课件展示）早在17世纪,牛顿就发现了日光通过三棱镜后得色散现象，并把实验中得到得彩色光带叫做光谱.(如图所示）讲述：光谱就是电磁辐射（不论就是在可见光区域还就是在不可见光区域）得波长成分与强度分布得记录.有时只就是波长成分得记录。
（1）发射光谱物体发光直接产生得光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为两类：连续光谱与线光谱。
引导学生阅读教材，回答什么就是连续光谱与线光谱?学生回答：连续分布得包含有从红光到紫光各种色光得光谱叫做连续光谱。
只含有一些不连续得亮线得光谱叫做线光谱。
线光谱中得亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长得光。
教师讲述:炽热得固体、液体与高压气体得发射光谱就是连续光谱。
例如白炽灯丝发出得光、烛焰、炽热得钢水发出得光都形成连续光谱。
如图所示。
稀薄气体或金属得蒸气得发射光谱就是线光谱。
高中物理选修3-5优质学案：18.3氢原子光谱
3 氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难．一、光谱1．定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录． 2．分类(1)线状谱：光谱是一条条的亮线． (2)连续谱：光谱是连在一起的光带．3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线． 4．应用：利用原子的特征谱线，可以鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10g 时就可以被检测到．二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．2．氢原子光谱的实验规律满足 巴耳末公式：1λ＝R (122－1n2)(n ＝3,4,5…)式中R 为里德伯常量，R ＝1.10×107m －1，n 取整数．3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征． 三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验．2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)各种原子的发射光谱都是连续谱．(×)(2)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光．(√)(3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．(×)(4)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．(√)(5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．(×)(6)经典物理学很好地解释了原子的稳定性．(×)一、光谱和光谱分析[导学探究]如图1所示为不同物体发出的不同光谱．图1(1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？(2)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？[答案] (1)钨丝白炽灯的光谱是连续的中间没有暗线或亮线．而其他三种光谱是由一些不连续的亮线组成的．(2)这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同． [知识深化] 1．光谱的分类光谱⎩⎨⎧发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧连续谱线状谱吸收光谱2．几种光谱的比较3.太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线． 4．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达10－10g.(2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物体的物质成分． (3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．例1(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续谱D．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分[答案]BC[解析]太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B 正确．针对训练1 关于光谱，下列说法正确的是( ) A ．一切光源发出的光谱都是连续谱 B ．一切光源发出的光谱都是线状谱 C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分 [答案] C[解析] 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D 错．二、氢原子光谱的实验规律及应用 [导学探究] 如图2所示为氢原子的光谱．图2(1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？(2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？ [答案] (1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小．(2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式：1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，…[知识深化]1．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性． 2．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，该公式称为巴耳末公式．式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10×107m－1.(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．3．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．例2(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析[答案]AC[解析]此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．例3根据巴耳末公式，指出氢原子光谱巴耳末线系的最长波长和最短波长所对应的n，并计算其波长．[答案]当n＝3时，波长最长为6.55×10－7m当n＝∞时，波长最短为3.64×10－7m[解析]对应的n越小，波长越长，故当n＝3时，氢原子发光所对应的波长最长．当n＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m－1解得λ1≈6.55×10－7m. 当n ＝∞时，波长最短， 1λ2＝14R ， λ2＝4R ＝41.10×107m ≈3.64×10－7m.1.先写出巴耳末公式的表达式． 2．明确n 的取值，n ＝3,4,5….3．公式中n 的取值越小，对应的波长越长；n 的取值越大，对应的波长越短． 针对训练2 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59B.49C.79D.29 [答案] A[解析] 由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R 122，当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，得λ1λ2＝59.1．(原子光谱的产生)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是()A．太阳光谱B．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C．白炽灯的光谱D．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱[答案]BD[解析]放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱、酒精灯中燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B、D对．2．(光谱的理解)(多选)关于光谱，下列说法中正确的是()A．炽热的液体发射连续谱B．线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C．太阳光谱中的暗线说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D．发射光谱一定是连续谱[答案]AB[解析]炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，故A正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C错误；发射光谱分为连续谱和线状谱，D错误．3．(光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是()A ．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B ．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C ．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D ．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系 [答案] B[解析] 由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A 错误；某种物质发光的线状谱中的亮线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C 错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D 错误．4．(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是( ) A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C ．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 [答案] CD[解析] 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确．。
18.3氢原子光谱教学设计
18.3氢原子光谱教学设计D
e 为某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为（ ）
A. a 元素
B. b 元素
C. c 元素
D. d 元素
[自主学习]：P54页“科学足迹”内容： （二）、氢原子光谱
【教师讲解】：要进行光谱分析，就要知道各种原子的特征谱线，如何获得不同原子的特征谱线？
[演示实验]：仅以气体放电管做出说明。
玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。
这样的装置叫做气体放电管。
教师演示气体放电管导电的情况。
介绍巴耳末公式：
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：
,...5,4,3,121122=⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-=n n R λ ×7-1
R =1.1010m 其中叫里德伯常量
特点：a 、每一个n 值分别对应一条谱线
b 、n 只能取正整数，不能取连续值，巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分离特征。
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
（三）、经典理论的困难
学生阅读相应文章。
此部分内容为了解性，教师不做
评讲。
学生听讲，观察。
学生听讲，讨论，回答。
学生自主阅读文章，讨论，回答
问题。
高中物理选修3-5精品学案：18.3 氢原子光谱
3 氢原子光谱[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是光谱，掌握连续谱和线状谱的区别.2.记住氢原子光谱的实验规律.3.知道什么是光谱分析．科学思维：应用巴耳末公式进行简单计算．科学态度：知道经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难．一、光谱1．定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录． 2．分类(1)线状谱：光谱是一条条的亮线． (2)连续谱：光谱是连在一起的光带．3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线． 4．应用：利用原子的特征谱线，可以鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10g 时就可以被检测到．二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．2．氢原子光谱的实验规律满足 巴耳末公式：1λ＝R (122－1n2)(n ＝3,4,5…)式中R为里德伯常量，R＝1.10×107m－1，n取整数．3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验．2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．判断下列说法的正误．(1)各种原子的发射光谱都是连续谱．(×)(2)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光．(√)(3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．(×)(4)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．(√)(5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．(×)一、光谱和光谱分析如图所示为不同物体发出的不同光谱．(1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？(2)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？[答案](1)钨丝白炽灯的光谱是连续的，中间没有暗线或亮线，而其他三种光谱是由一些不连续的亮线组成的．(2)这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同．1．光谱的分类光谱⎩⎨⎧发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧连续谱线状谱吸收光谱2．几种光谱的比较3.太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线． 4．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达10－10g.(2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物质的组成成分．(3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．例1关于光谱，下列说法正确的是() A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分[答案] C[解析]物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D错．稀薄气体发出的光谱是线状谱，此光谱是一些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光．线状谱中不同的谱线对应不同的频率，不同元素的原子产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分．例2利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法正确的是()A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．同一种物质的线状谱上的亮线与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系[答案] B[解析]高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误；某种物质发射的线状谱中的亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 正确；高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C 错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此同一物质线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D 错误．二、氢原子光谱的实验规律及应用如图所示为氢原子的光谱．(1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？(2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？ [答案] (1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小．(2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式：1λ＝R (122－1n2)，n ＝3,4,5，…1．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．2．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，该公式称为巴耳末公式．式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10×107m－1.(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．3．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．例3(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析[答案]AC[解析]此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．例4已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线Hα的波长为656.47nm，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中的光速c＝3×108m·s－1.(1)试推算里德伯常量的值；(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量．[答案](1)1.097×107m－1(2)4.102×10－7m(或410.2nm) 4.85×10－19J[解析](1)巴耳末系中第一条谱线对应n＝31λ1＝R⎝⎛⎭⎫122－132R＝365λ1≈1.097×107m－1.(2)巴耳末系中第四条谱线对应n＝6，则：1λ4＝R ⎝⎛⎭⎫122－162 解得λ4＝92R ＝92×1.097×107m ≈4.102×10－7m ≈410.2nm E ＝hν4＝h c λ4≈4.85×10－19J.1．(原子光谱的理解)对原子光谱，下列说法中不正确的是( )A ．原子光谱是不连续的B ．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C ．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D ．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素[答案] B[解析] 原子光谱为线状谱，A 正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B 错，C 对；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D 对．2．(光谱和光谱分析)(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中正确的是( )A ．光谱包括发射光谱、连续谱、线状谱、原子光谱、吸收光谱五种光谱B ．往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的线状谱C ．利用太阳光谱可以分析太阳的化学组成D ．各种原子的发射光谱都是线状谱[答案] BD[解析] 光谱包括发射光谱和吸收光谱两种，其中发射光谱分为连续谱和线状谱，线状谱和吸收光谱都能体现不同原子的特征，称为原子光谱，各种原子的发射光谱都是线状谱，选项A 错误，D 正确；往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的线状谱，选项B 正确；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气层中存在与这些暗线相对应的元素，但是不能分析太阳的化学组成，故C 错误．3．(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是( ) A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的[答案] CD[解析] 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确．4．(经典电磁理论与氢原子光谱的关系)(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是( )A ．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B ．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D ．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论[答案] BC[解析] 根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是引入了新的概念．故正确[答案]为B 、C.。
《氢原子光谱》教案
《氢原子光谱》教案教案：氢原子光谱一、教学目标：1.了解氢原子的结构和组成。
2.学习氢原子光谱的特点及其应用。
3.实验掌握氢原子光谱的观察和分析方法。
二、教学内容：1.氢原子的结构和组成。
2.氢原子光谱的特点。
3.氢原子光谱的应用。
4.实验：观察和分析氢原子光谱。
三、教学过程：1.氢原子的结构和组成1.1引入：根据学生已有的知识，引导学生回忆一下原子的基本结构和组成。
1.2讲解：通过简单的示意图，介绍氢原子的结构和组成。
包括原子核、电子轨道、电子能级等概念。
1.3深化：通过问题和例题，让学生进一步理解氢原子的结构和组成。
2.氢原子光谱的特点2.1引入：通过展示氢原子光谱的实验现象，引导学生观察并思考。
2.2讲解：通过讲解氢原子光谱的特点，包括光谱线的离散分布和不连续性，解释光谱线的产生机制。
2.3扩展：通过生活中的例子，让学生理解光谱的应用价值。
3.氢原子光谱的应用3.1引入：通过展示氢原子光谱的应用场景，引导学生思考光谱的应用价值。
3.2讲解：介绍氢原子光谱在天文学、物理学、化学等领域的重要应用，并展示相关实例。
3.3深化：通过问题和讨论，引导学生深入理解氢原子光谱的应用。
4.实验：观察和分析氢原子光谱4.1实验目的：通过观察和分析氢原子光谱，体验氢原子光谱的特点和应用。
4.2实验原理：利用烧瓶中的氢气以及特定的激发光源，激发氢原子产生特定的光谱线。
4.3实验步骤：4.3.1准备实验材料和仪器，包括氢气烧瓶、激发光源等。
4.3.2将氢气注入烧瓶，并加热激发。
4.3.3用光谱仪或光谱仪器观察并记录氢原子光谱线。
4.3.4分析光谱线的位置、强度和特点。
4.4实验总结：通过实验结果的分析，总结氢原子光谱的特点和应用。
四、教学评估：1.设计相关测试题目，让学生对氢原子光谱的相关知识进行回答。
2.对学生在实验中的观察和分析能力进行评估。
3.通过讨论和问答，对学生的掌握情况进行评估。
五、教学资源：1. PowerPoint课件，展示氢原子的结构和组成、氢原子光谱的特点和应用。
原创：18.3 氢原子光谱(讲授式)
1 n2 )
(n 3, 4,5, 6)
R叫里德伯常量 R 1.01107 m1
(1)公式中n只能取整数，不能连续取值，反应了氢原子的线状光谱 即波长的分立特征． (2)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都
满足与巴耳末公式类似的关系式．
任汉鑫
思考与讨论
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射 波长的分离特征。用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁 学的理论，是否能够解释这种分立特征？
通过对氢光谱的研究 总结出巴耳末公式
末公式
1
1 R( 22
1 n2
)
(n＝3，4，5，…)，对
此，下列说法正确的是( C )
A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
巴耳末公式反映了氢 原子发光的分立性
巴耳末公式只确定了氢原 子发光中的一个线系波长， 不能描述氢原子发出的各 种光的波长。
D.该公式包含了氢原子的所有光谱线
巴耳末公式是分析氢原 子的谱线得到的一个公 式，它只反映氢原子谱 线的一个线系
公式中的n只能取不小于3 的正整数,氢原子有特定 波长。
任汉鑫
任汉鑫
氢原子是自然界中最简单的原子。对它的光谱 的研究获得的原子内部结构的信息对于研究更复杂 的原子的结构具有指导意义。
任汉鑫
四、经典理论的困难 核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小 辐射电磁波频率连续变化
原子不稳定 原子是稳定的
原子光谱应是连续谱 原子光谱是线状谱 —— 分立
任汉鑫
例1 关于光谱，下列说法中正确
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特点：a、每一个n值分别对应一条谱线
b、n只能取正整数，不能取连续值，巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分离特征。
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
A. a元素B. b元素C. c元素D. d元素
[自主学习]：P54页“科学足迹”容：
（二）、氢原子光谱
【教师讲解】：要进行光谱分析，就要知道各种原子的特征谱线，如何获得不同原子的特征谱线？
[演示实验]：仅以气体放电管做出说明。玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。这样的装置叫做气体放电管。教师演示气体放电管导电的情况。介绍巴耳末公式：
2．在师生共同创设的丰富多彩的教学情境下，在行为上“动手做、动眼看、动耳听、动笔写、动脑思”，全身心地投入学习过程，最终完成体验性课程。
三、学习者特征分析
要实现对氢原子光谱的深入理解，不能过于扩展相关应用，应紧扣教学大纲的基本思想，基本要求。
本节课在高考当中的地位较轻、新课标的要求也只是停留在理解的程度。并且结合高二（14）景谷班的学习状况及接受能力的限制，教学应紧扣大纲要求，无需过于扩展。
四、教学策略选择与设计
以满堂学为教学理念，体现学生为主，教师为引路、开窍者的思想。所设计的教学目标，体现了物理新课程的三维教学目标，结合氢原子光谱的具体容，避免了空洞的、千篇一律的目标。
五、教学重点及难点
教学重点：氢原子光谱的实验规律。
教学难点：经典物理学无法解释原子的稳定性和光谱分立特征。
六、教学用具
<板书>18.3 氢原子光谱
二、新课教学
（一）、光谱
【提出问题】：什么是光谱？
[自主学习]：P54页“光谱”容：
【提出问题】：
1、光谱的准确定义。
2、什么是线状谱？
3、什么是连续谱？
4、什么是特征谱线？
5、认识特征谱线有什么作用？
6、什么是光谱分析？
【归纳总结】：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，得到光的波长（频率）和强度分布的记录，叫光谱。
二、氢原子光谱的实验规律
三、经典理论的困难
无法解释原子的稳定性；无法解释原子光谱的分立特征。
教学反思
（三）、经典理论的困难
【教师讲解】：氢原子光谱实验规律让人们意识到，经典理论可以很好的应用于宏观物体，但是却不能解释原子世界的现象，因为它产生了困难。
【提出问题】：经典理论的困难是什么？
[自主学习]：P56页“经典理论的困难”容
【教师讲解】：针对学生讨论作出评讲：
困难1：e→受原子核的库仑引力→绕核转动→周期性变化的电磁场→辐射电磁波→辐射能量→电子能量耗尽→栽到原子核上。但事实：原子是很稳定的系统。
课题：18.3氢原子光谱
科目：物理
教学对象：高二（14）班
1课时
授课教师：刚
单位：景谷县一中
一、教学容分析
本节教材是在了解光谱、连续谱、线状谱的概念后（可以补充光谱的分类），进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢原子光谱的实验规律。教科书给出了巴耳末公式。应该明确，该公式的出现不是为了让学生练习计算，而是与前面学习碰撞时的意图一样，目的是从公式看出物理量之间的关系、看出物理量变化的趋势。即巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子辐射波长的分立特征。同时它也为下一节氢原子能量的分立性作了铺垫。而源自光谱的事实不能用经典物理学理论解释，必须建立新的原子模型。
困难2：e→辐射电磁波→失去能量→慢慢靠近原子核→连续的变化→发出连续的原子光谱。但事实：原子的发射光谱是线状谱。
（四）迁移应用
[自主学习]：P56页“练习题”容。
教师就学生完成作业情况进行评讲。
完成《步步高》P105课时作业.
学生听讲，
思考1、2两个问题。
学生思考，回答。教师补充并指出——
17世纪，牛顿发现了太通过三棱镜后的色散现象。也就是说，用光栅或棱镜可以把各种颜色的光展开。
学生阅读相应容，回答相应问题。
学生记录，整理笔记。
学生思考，回答问题。
学生阅读相应文章。
此部分容为了解性，教师不做评讲。
学生听讲，观察。
学生听讲，讨论，回答。
学生自主阅读文章，讨论，回答问题。
学生动手完成作业。
课堂小结：
一、光谱
二、氢原子光谱的实验规律
三、经典理论的困难
无法解释原子的稳定性；无法解释原子光谱的分立特征。
线状谱：由一些不连续的亮线组成的光谱。
连续谱：由连续分布的一切波长的光组成的光谱
各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线。
利用特征谱线可以鉴别物质和确定物质的组成成分。这种方法叫做光谱分析。
[迁移应用]：
如图所示，a、b、c、d为四种元素的特征谱线，
e为某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为（ ）
二、教学目标
（一）知识与技能
（1）了解光谱、连续谱和线状谱等概念。
（2）知道氢原子光谱的实验规律。
（3）知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征。
（二）过程与方法
遵循基本思路“观察（探究）→思维（研究）→迁移（运用）”，从而认识和感受科学发展与进步的坎坷。
（三）情感态度与价值观
1．让学生进一步体会物理规律是在接受实践检验的过程中不断地发展和完善的。
（1）教师教具：气体放电管。
（2）学生用具（按小组准备）：无。
（3）多媒体教学设备。
七、教学过程与设计
教师活动
学生活动
一、引入新课
【教师讲解】：α粒子散射的实验使我们知道，原子具有核式结构。
【提出问题】：1、电子在原子周围怎样运动？
2、电子运动过程中是否有电磁波发射出去？它的能量怎样变化？
【教师指引】：今天我们将学习氢原子的光谱，来进一步揭示原子部的秘密……
板书设计
§18.3氢原子光谱
一、光谱
用光栅或棱镜把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长（频率）、和强度分布的记录。线状谱——一条条亮线组成；连续谱——连在一起的光带组成。
特征谱线：原子只发射几种特定频率征谱线进行分析，鉴别和确定物质组成成分的方法。