2021学年高中物理第18章原子结构3氢原子光谱教案人教版选修3_5.doc

3 氢原子光谱

[学习目标] 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念．(重点)2.知道氢原子光谱的实验规律．(重点)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．(难点)

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

(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．

(2)优点：灵敏度高．

二、氢原子光谱分析

1．氢原子光谱的实验规律

(1)光谱研究的意义

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重要途径．

(2)气体发光原理

①气体放电：玻璃管中稀薄气体在强电场的作用下会电离，形成自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光．

②氢光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱．

(3)巴耳末公式

①公式：1

λ＝R⎝

⎛

⎭⎪

⎫

1

22

－

1

n(

n＝3,4,5…)．

②意义：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．2．经典理论的困难

(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难．

(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象．

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)各种原子的发射光谱都是连续谱．(×)

(2)不同原子的发光频率是不一样的．(√)

(3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．(×)

(4)氢原子光谱是利用氢气放电管获得的．(√)

2．(多选)对原子光谱，下列说法正确的是( )

A．原子光谱是不连续的

B．原子光谱是连续的

C．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

D．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

[解析] 原子光谱为线状谱，A正确，B错误；各种原子都有自己的特征谱线，故C错，D对．

[答案] AD

3．(多选)以下论断中正确的是( )

A．按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波

B．按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原子核内

C．按照卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确

D．经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象

[解析] 卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象．

[答案] ABD

光谱分类和光谱分析

1

2．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，这就形成了连续谱背景下的暗线．

3．光谱分析

(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达10－10 g.

(2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素. ③应用光谱分析鉴定食品优劣．【例1】关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )

A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱

B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱

C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱

D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成

[解析] 太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱．由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成．

[答案] B

1太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的.