全國通用版2018_2019高中物理第十八章原子結構第3節(jié)氫原子光譜課件新人教版.pptx

第十八章 原子結構 第三節(jié)氫原子光譜 學習目標 知識導圖 課前預習 1 定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按 展開 獲得 頻率 和強度分布的記錄 即光譜 2 分類 1 線狀譜 由 組成的光譜 2 連續(xù)譜 由 的光帶組成的光譜 知識點1 光譜 波長 光的波長 一條條的亮線 連在一起 3 特征譜線各種原子的發(fā)射光譜都是 且不同原子的亮線位置 故這些亮線稱為原子的 譜線 4 光譜光析由于每種原子都有自己的 可以利用它來鑒別 和確定物質的 這種方法稱為光譜分析 它的優(yōu)點是 高 樣本中一種元素的含量達到 時就可以被檢測到 線狀譜 不同 特征 特征譜線 物質 組成成分 靈敏度 10 10g 知識點2 氫原子光譜的實驗規(guī)律 電子 原子結構 分立 1 核式結構模型的成就正確地指出了 的存在 很好的解釋了 2 經(jīng)典理論的困難經(jīng)典物理學既無法解釋原子的 又無法解釋原子光譜的 知識點3 經(jīng)典理論的困難 原子核 粒子散射實驗 穩(wěn)定性 分立特征 判一判 1 各種原子的明線光譜中的明線和它吸收光譜中的暗線必定一一對應 2 熾熱的固體 液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜 3 巴耳末公式是巴耳末在研究氫光譜特征時發(fā)現(xiàn)的 4 分析物質發(fā)光的光譜 可以鑒別物質中含哪些元素 5 經(jīng)典物理學可以很好地應用于宏觀世界 也能解釋原子世界的現(xiàn)象 AC 解析 巴耳末公式是分析氫原子的譜線得到的一個公式 它只反映氫原子譜線的一個線系 故A正確 D錯誤 公式中的n只能取不小于3的正整數(shù) B錯誤 C正確 想一想 能否根據(jù)對月光的光譜分析確定月球的組成成分 答案 不能 月球不能發(fā)光 它只能反射太陽光 故其光譜是太陽的光譜 對月光進行光譜分析確定的并非月球的組成成分 課內探究 早在17世紀 牛頓就發(fā)現(xiàn)了白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 如圖所示 研究光譜有哪方面的意義 提示 光是由原子內部電子的運動產(chǎn)生的 因此光譜研究是探索原子結構的重要途徑 探究一光譜和光譜分析 1 光譜的分類 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 對太陽光譜的解釋 陽光中含有各種顏色的光 但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 然后再向四面八方發(fā)射出去 到達地球的這些譜線看起來就暗了 這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線 3 光譜分析這種方法的優(yōu)點是非常靈敏而且迅速 某種元素在物質中的含量達10 10克 就可以從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線將其檢查出來 光譜分析在科學技術中有廣泛的應用 1 檢查物質的純度 2 鑒別和發(fā)現(xiàn)元素 3 天文學上光譜的紅移表明恒星的遠離等等 特別提醒 光譜分析可以使用發(fā)射光譜中的線狀譜 也可以使用吸收光譜 因它們都有原子自身的特征譜線 但不能使用連續(xù)光譜 多選 下列關于光譜和光譜分析的說法中 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成分解題指導 要明確光譜和物質發(fā)光的對應關系 熾熱的固體 液體和高壓氣體發(fā)出的是連續(xù)光譜 而稀薄氣體發(fā)射的是線狀譜 典例1 BC 解析 太陽光譜中的暗線是太陽發(fā)出的連續(xù)光譜經(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)光譜 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成分 D錯誤 光譜分析只能是線狀譜和吸收光譜 連續(xù)光譜是不能用來做光譜分析的 所以C正確 煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈都是稀薄氣體發(fā)出的光 產(chǎn)生的光譜都是線狀譜 B正確 對點訓練1 多選 如圖甲所示是a b c d四種元素的線狀譜 圖乙是某礦物的線狀譜 通過光譜分析可以了解該礦物中缺乏的是 A a元素B b元素C c元素D d元素 解析 把礦物的線狀譜與幾種元素的特征譜線進行對照 b d元素的譜線在該線狀譜中不存在 故B D正確 BD 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 提示 在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內 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 探究二氫原子光譜的實驗規(guī)律 1 氫原子光譜實驗在充有稀薄氫氣的放電管兩極間加上2kV 3kV的高壓 使氫氣放電 氫原子在電場的激發(fā)下發(fā)光 通過分光鏡觀察氫原子的光譜 實驗裝置如圖所示 2 實驗現(xiàn)象在可見光區(qū)內 觀察到波長分別為656 47nm 486 27nm 434 17nm 410 29nm的四條譜線 分別用符號H H H H 表示 見下圖 4 其他譜線除了巴耳末系 氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線 也都滿足與巴其末公式類似的關系式 解題指導 注意氫原子光譜可見光區(qū)的四條譜線對應n的取值分別為3 4 5 6 n的取值越小 波長越大 典例2 D 對點訓練2 對于巴耳末公式下列說法正確的是 A 所有氫原子光譜的波長都與巴耳末公式相對應B 巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見光部分的光的波長C 巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光一組譜線的波長 其中既有可見光 又有紫外光D 巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長解析 巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中的一組譜線的波長 不能描述氫原子發(fā)出的各種波長 也不能描述其他原子的發(fā)光 故A D錯誤 巴耳末公式是由當時已知的可見光中的部分譜線總結出來的 但它也適用于可見光和紫外光 故B錯誤 C正確 C 素養(yǎng)提升 關于光譜和光譜分析的說法中 正確的是 A 太陽光譜和白熾燈光譜都是發(fā)射光譜B 冶煉時的煉鋼爐流出的鐵水的光譜是線狀譜C 光譜都可以用于物質成分的分析D 分析恒星的光譜 可以確定該恒星的化學成分易錯分析 不明確太陽光經(jīng)過太陽大氣層射到地球后 已是吸收光譜 而錯選A 不明確光譜分析的本質 認為光譜都可以用于物質成分的分析而錯選C 易錯點 對光譜和光譜分析認識不正確 案例 D 正確解答 因為太陽光譜為吸收光譜 故A錯誤 高溫鐵水是熾熱液體 所產(chǎn)生的光譜為連續(xù)譜