光谱和光谱分析

第15单元：光谱和光谱分析

教学目的：1、掌握光谱的种类、产生条件及观察方法（包括分光镜的构造原理）

2、了解光谱分析的原理、方法、特点和应用

3、初步理解原子光谱规律性，是原子内部结构规律性的宏观表现

教具：分光镜、小电珠、酒精灯、食盐、氢光谱管、感应圈、电源

教学过程

一、复习提问

什么是光的色散？红外线、可见光、紫外线三种电磁波，它们产生的机理是什么？

二、导入新课

光波是由原子内部电子受到激发后产生的，由于各种物质的原子内部电子运动情况不同，所以它们发射的光波也不相同，都具有自已的特性。因此，研究物体的发光或吸收光情况，就可以了解它的化学组成，方法是通过光谱的观察，进行光谱分析。

首先熟悉一下，观察光谱的工具----分光镜的构造原理。如图所示，由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B 组成的。

如在MN处放有照相底片的装置就是一台摄谱仪。

1、分组分批观察不同光源产生的光谱。

（1）小电珠发光

（2）酒精灯芯放些食盐，钠蒸气发光。

（3）接高压直流电源的氢光谱管。

2、学生区分三种光源的光谱的不同特点。

（一）发射光谱

发射光谱--物体发光直接产生的光谱

连续光谱--由连续分布的一切波长的光（一切单色光）组成的光谱。由炽热的固体、液体及高压气体产生（产生条件）

明线光谱--由一些不连续的亮线组成的光谱。通常气压下，炽热的气体（稀薄气体）或金属蒸气产生的光谱，由游离状态的原子的发射而产生的，所以也叫原子光谱。

实验证明：每种元素的原子都有一定的明线光谱，每种原子只能发出具有本射特性的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线。

（二）吸收光谱

吸收光谱--高温物体发出白光，通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱（条件）

实验证明：各种原子的吸收光谱中的每一条暗线，都跟该种原子的明线光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光（特点）

因此，吸收光谱中的暗线，也就是原子的特征谱线，只是通常看到的要比明线光谱中少一些。

2、光谱分析

光谱分析--由于每种原子都有自已的特征谱线，根据原子光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法叫做光谱分析。

优点：非常灵敏而且迅速

应用：在科技中有广泛的应用。如检查半导体材料硅或锗的纯度。

历史上铷和铯的最初发现是19世纪初，研究太阳光谱，确定了太阳大气层中含有几十种元素

课后思考：1、为什么用光谱分析的方法可以鉴别物质的化学组成？

2、一个光强可调的平行光筒，发出一束平行光，通过钠的炽热蒸气，用分光镜观察它的光谱，是在连续光谱的明亮背景上出现了两条挨得很近的暗线。如果把平行光筒发光强度逐渐减弱下去。试问你所看到的光谱，将会发生怎样的变化？