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高中物理第18章原子结构3氢原子光谱课件新人教版选修3_5_图文

高中物理第18章原子结构3氢原子光谱课件新人教版选修3_5_图文

第十八章 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. 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一、光谱和光谱分析 知识梳理 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10-10 g时就可以被检测到. 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)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.( × ) 二、氢原子光谱的实验规律 导学探究 如图1所示为氢原子的光谱. 图1 1.仔细观察,氢原子光谱具有什么特点? 答案 从右至左,相邻谱线间的距离越来越小. 答案 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 知识梳理 小 1 1 R(22-n2) (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. 即学即用 判断下列说法的正误. (1)光是由原子核内部的电子运动产生的,光谱研究是探索原子核内 部结构的一条重要途径.( × ) (2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离,使气体变成导体. ( √ ) (3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数.( × ) 三、经典理论的困难 导学探究 卢瑟福的原子结构很好地解释了 α粒子散射实验,核外的电子绕核高速 旋转,这个结构和经典的电磁理论有什么矛盾? 答案 核外电子被库仑力吸引→电子以很大速度绕核运动(绕核运动的 加速度不为零)→电磁场周期性变化→向外辐射电磁波(绕核运动的能量 以电磁波的形式辐射出去)→能量减少→电子绕核运动的轨道半径减小 → 电子做螺旋线运动,最后落入原子核中,但是实际上原子是稳定的, 并没有原子核外的电子落入原子核内.所以,经典的电磁理论不能解释 原子核外的电子的运动情况和原子的稳定性. 知识梳理 原子核的存在,很好地解释了α粒 1.核式结构模型的成就:正确地指出了 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 . 题型探究 一、光谱和光谱分析 1.光谱的分类 ? ? ? ?连续光谱 ?发射光谱? ? 光谱? ?线状光谱 ? ? ?吸收光谱 2.几种光谱的比较 比较 光谱 产生条件 光谱形式及应用 一些不连续的明线组成,不同元素 线状 光谱 连续 稀薄气体发光形成的光谱 的明线光谱不同(又叫特征光谱), 可用于光谱分析 炽热的固体、液体和高压气 光谱 吸收 光谱 体发光形成的 炽热的白光通过温度较白光 低的气体后,再色散形成的 连续分布,一切波长的光都有 用分光镜观察时,见到连续光谱背 景上出现一些暗线(与特征谱线相 对应),可用于光谱分析 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,分析物质的最低量达10-10 g. (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:线状光谱和吸收光谱. 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,不能用连续光谱 √ D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 解析 答案 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.稀薄气体发光形成的光谱是线状谱 √ D.白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱 解析 由于物质发光的条件不同,得到的光谱不同,故A、B错误; 稀薄气体发光形成的光谱为线状谱,C正确; 白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱,D错误. 解析 答案 √ √ 解析 答案 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 √ 5 A.9 4 B.9 7 C.9 2 D.9 解析 ?1 1? 1 ? 由巴耳末公式 λ =R?22-n2? n=3,4,5,… ? ? ? 1 1 当 n→∞时,有最小波长 λ1,λ =R22, 1 ?1 ? 1 1 λ1 5 ? ? 当 n=3 时,有最大波长 λ2,λ =R?22-32?,得λ =9. ? ? 2 2 解析 答案 达标检测 1.(多选)关于光谱,下列说法中正确的是 √ B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析 √ A.炽热的液体发射连续谱 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 解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱,故

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