第18章 3　氫原子光譜

1、.3氫原子光譜學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.理解光譜、連續(xù)譜和線狀譜等概念重點(diǎn)2.知道氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律重點(diǎn)3.知道經(jīng)典物理的困難在于無法解釋原子的穩(wěn)定性和光譜分立特征難點(diǎn)光 譜1定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開，獲得光的波長(zhǎng)頻率和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜2分類1線狀譜：由一條條的亮線組成的光譜2連續(xù)譜：由連在一起的光帶組成的光譜3特征譜線各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，且不同原子的亮線位置不同，故這些亮線稱為原子的特征譜線4光譜分析1定義：利用原子的特征譜線來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分2優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高1各種原子的發(fā)射光譜都是連續(xù)譜×2不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的3線狀

2、譜和連續(xù)譜都可以用來鑒別物質(zhì)×為什么用棱鏡可以把各種顏色的光展開？【提示】不同顏色的光在棱鏡中的折射率不同，因此經(jīng)過棱鏡后的偏折程度也不同太陽光譜是在連續(xù)光譜的背景下出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線討論1：某種元素的原子光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線具有什么關(guān)系？【提示】一一對(duì)應(yīng)關(guān)系討論2：利用太陽光譜能分析得出太陽內(nèi)部含有哪些元素嗎？【提示】不能，只能分析太陽大氣層中含有的元素1光譜的分類2太陽光譜1太陽光譜的特點(diǎn)：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(duì)太陽光譜的解釋：陽光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時(shí)，太陽高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線

3、的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)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1優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分析物質(zhì)的最低含量達(dá)1010 g.2應(yīng)用：應(yīng)用光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素；鑒別物體的物質(zhì)成分；研究太陽光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)了太陽中存在鈉、鎂、銅、鋅、鎳等金屬元素. 應(yīng)用光譜分析鑒定食品優(yōu)劣1多項(xiàng)選擇對(duì)原子光譜，以下說法正確的選項(xiàng)是A原子光譜是不連續(xù)的B原子光譜是連續(xù)的C由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是一樣的D各種原子的原子構(gòu)造不同，所以各種原子的原子光譜也不一樣【解析】原子光譜為線狀譜，A正確，B錯(cuò)誤；各種原子都有自己的特征譜線，故C錯(cuò)，D對(duì)【答案】AD2關(guān)于光譜和

4、光譜分析，以下說法正確的選項(xiàng)是A太陽光譜和白熾燈光譜是線狀譜B霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜C進(jìn)展光譜分析時(shí)，可以利用線狀譜，也可以利用連續(xù)譜D觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成【解析】太陽光譜是吸收光譜，而月亮反射太陽光，也是吸收光譜，煤氣燈火焰中鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜屬稀薄氣體發(fā)光，是線狀譜由于月亮反射太陽光，其光譜無法確定月亮的化學(xué)組成【答案】B3太陽光譜中有許多暗線，它們對(duì)應(yīng)著某些元素的特征譜線，產(chǎn)生這些暗線是由于 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：54472051】A太陽外表大氣中缺少相應(yīng)的元素B太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C太陽外表大氣層中存在著相應(yīng)元素D地球外表大氣層中存在著相應(yīng)元素【解析】太

5、陽是高溫物體，它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽大氣層時(shí)，某些特定頻率的光會(huì)被太陽大氣層中的某些元素的原子吸收，從而使我們觀察到的太陽光譜是吸收光譜，分析太陽的吸收光譜，可知太陽大氣層的物質(zhì)組成，因此，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤【答案】C1太陽光譜是吸收光譜，是陽光透過太陽的高層大氣層時(shí)而形成的，不是地球大氣造成的2某種原子線狀光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線是一一對(duì)應(yīng)的，兩者均可用來作光譜分析氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律、經(jīng)典理論的困難1氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1光譜研究的意義許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，因此光譜研究是探究原子構(gòu)造的重要途徑2氣體發(fā)光原理氣體放電：玻璃管中稀薄氣體在強(qiáng)電場(chǎng)的作用

6、下會(huì)電離，形成自由挪動(dòng)的正負(fù)電荷，于是氣體變成導(dǎo)體，導(dǎo)電時(shí)會(huì)發(fā)光氫光譜：從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜3巴耳末公式公式：Rn3,4,5，意義：巴耳末公式以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜，即輻射波長(zhǎng)的分立特征2經(jīng)典理論的困難1用經(jīng)典電磁理論在解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征時(shí)遇到了困難2經(jīng)典理論可以很好地應(yīng)用于宏觀物體，但不能用來解釋原子世界的現(xiàn)象1氫原子光譜是利用氫氣放電管獲得的2由巴耳末公式可以看出氫原子光譜是線狀光譜3在巴耳末公式中，n值越大，氫光譜的波長(zhǎng)越長(zhǎng)×1能否根據(jù)巴耳末公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氫光譜的最長(zhǎng)波長(zhǎng)？【提示】能氫光譜的最長(zhǎng)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)著n3，代入巴耳末公式便可計(jì)算出最

7、長(zhǎng)波長(zhǎng)2根據(jù)經(jīng)典的電磁理論，原子的光譜是怎樣的？而實(shí)際看到的原子的光譜是怎樣的？【提示】根據(jù)經(jīng)典理論，原子可以輻射各種頻率的光，即原子的光譜應(yīng)該總是連續(xù)的實(shí)際看到的原子的光譜是分立的線狀譜討論1：巴耳末是根據(jù)核式構(gòu)造理論總結(jié)出巴耳末公式的嗎？【提示】不是巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)的可見光中的部分譜線總結(jié)出來的，不是根據(jù)核式構(gòu)造理論總結(jié)出來的討論2：根據(jù)巴耳末公式可知?dú)湓影l(fā)光的波長(zhǎng)是分立值，它是人為規(guī)定的嗎？【提示】不是巴耳末公式準(zhǔn)確反映了氫原子發(fā)光的實(shí)際波長(zhǎng)，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的1氫原子的光譜從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜，如圖18­3­1所示圖18­3

8、73;12氫原子光譜的特點(diǎn)在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的間隔 越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性3巴耳末公式1巴耳末對(duì)氫原子光譜的譜線進(jìn)展研究得到了下面的公式：R，n3,4,5該公式稱為巴耳末公式2公式中只能取n3的整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)是分立的值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，也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式4多項(xiàng)選擇以下論斷中正確的選項(xiàng)是A按經(jīng)典電磁理論，核外電子受原子核庫侖引力，不能靜止只能繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，電子繞核加速運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷地向外輻射電磁波B按經(jīng)典理論，繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核內(nèi)C按照盧瑟福的核式構(gòu)

9、造理論，原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)，原子是不穩(wěn)定的，說明該理論不正確D經(jīng)典電磁理論可以很好地應(yīng)用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象【解析】盧瑟福的核式構(gòu)造沒有問題，主要問題出在經(jīng)典電磁理論不能用來解釋原子世界的現(xiàn)象【答案】ABD5多項(xiàng)選擇巴耳末通過對(duì)氫光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式Rn3,4,5，以下說法正確的選項(xiàng)是A巴耳末根據(jù)核式構(gòu)造理論總結(jié)出巴耳末公式B巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C巴耳末根據(jù)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D巴耳末公式準(zhǔn)確反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的【解析】由于巴耳末是利用當(dāng)時(shí)的在可見光區(qū)的4條譜線做了分析總結(jié)出的巴耳末公式，并不是根據(jù)核式構(gòu)造理論總結(jié)出來的，巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，也就是氫原子實(shí)際只有假設(shè)干特定頻率的光，C