2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构新人教版选修3-5_3

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 原子结构 第十八章 第三节 氢原子光谱 第十八章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 了解光谱的定义与分类 理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系 了解经典原子理论的困难 课堂情景切入 早在 17世纪，牛顿就发现了白光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱，如图所示。你 知道光谱是如何产生的吗？ 知识自主梳理 1 定 义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按 _展开，获得 _ (频率 )和强 度分布的记录，即光谱。 2 分 类 (1)线状谱：由 _组成的光谱。 (2)连续谱：由 _的光带组成的光谱。 光 谱 波长 光的波长 一条条的亮线 连在一起 3 特征 谱线 各种原子的发射光谱都是 _，且不同原子的亮线位置 _，故这些亮线称为原子的 _谱线。 4 光 谱 光析 由于每种原子都有自己的 _，可以利用它来鉴别 _和确定物质的 _，这种方法称为光谱分析，它的优点是 _高，样本中一种元素的含量达到 _时就可以被检测到。 线状谱 不同 特征 特征谱线 物质 组成成分 灵敏度 10 10g 1 光的 产 生 许多情况下光是由原子内部 _的运动产生的，因此光谱研究是探索 _的一条重要途径。 3 巴耳末公式的意 义 以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的 _特征。 氢 原子光 谱 的 实验规 律 电子 原子结构 分立 1 核式 结 构模型的成就 正确地指出了 _的存在，很好的解释了 _。 2 经 典理 论 的困 难 经典物理学既无法解释原子的 _又无法解释原子光谱的 _。 经 典理 论 的困 难 原子核 粒子散射实验 稳定性 分立特征 重点难点突破 一、光 谱 1 光 谱 的分 类 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 这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。某种元素在物质中的含量达 10 10克，就可以从光谱中发现它的特征谱线 将其检查出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用： (1)检查物质的纯度。 (2)鉴别和发现元素。 (3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。 特 别 提醒： 光谱分析可以使用发射光谱中的线状谱，也可以使用吸收光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续 光谱。 二、 氢 原子光 谱 的 实验规 律 1 氢 原子光 谱实验 在充有稀薄氢气的放电管两极间加上 2kV 3kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分 光镜观察氢原子的光谱。 (实验装置如图所示 ) 答案： AC 解析： 巴耳末公式是分析 氢 原子的 谱线 得到的一个公式 ，它只反映 氢 原子 谱线 的一个 线 系，故 A对 D错 ；公式中的 n 只能取不小于 3的正整数， B错 C对 。 三、 经 典理 论 的困 难 1按经典电磁理论，电子绕核转动具有加速度，加速运动着的电荷 (电子 )要向周围空间辐射电磁波，电磁波频率 等于电子绕核旋转的频率，随着不断地向外辐射能量，原子系统的能量逐渐减少，电子运动的轨道半径也越来越小，绕核旋 转的频率连续增大，电子辐射的电磁波频率也在连续地变化，因而所呈现的光谱应为连续光谱。 2由于电子绕核运动时不断向外辐射电磁波，电子能量不断减少，电子将逐渐接近原子核，最后落于核上，这样 ，原子应是一个不稳定系统。 3据经典理论，以上推理都是正确的，但推出的结果与现实不相符，说明经典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。 考点题型设计 光 谱 和光 谱 分析 解析： 太阳光 谱 中的暗 线 是太阳 发 出的 连续 光 谱经过 太 阳大气 层时产 生的吸收光 谱 ，正是太阳 发 出的光 谱 被太阳大 气 层 中存在的 对应 元素吸收所致，白 炽 灯 发 出的是 连续 光 谱 ， A项错误 ；月球本身不会 发 光，靠反射太阳光才能使我 们 看 到它，所以不能通 过 光 谱 分析 鉴别 月球的物 质 成分， D项错 误 ；光 谱 分析只能是 线 状 谱 和吸收光 谱 ， 连续 光 谱 是不能用 来做光 谱 分析的，所以 C项 正确；煤气灯火焰中燃 烧 的 钠 蒸气 或霓虹灯都是稀薄气体 发 出的光， 产 生的光 谱 都是 线 状 谱 ， B 项 正确。故 选 B、 C。 答案： BC 点 评 ： 要明确光 谱 和物 质发 光的 对应 关系， 炽热 的固体 、液体和高 压 气体 发 出的是 连续 光 谱 ，而稀薄气体 发 射的是 线 状 谱 。 答案： BD 解析： 把 矿 物的 线 状 谱 与几种元素的特征 谱线进 行 对 照 ， b、 d元素的 谱线 在 该线 状 谱 中不存在，故 B、 D正确。 氢 原子光 谱 答案： C 解析： 巴耳末公式是依据 对氢 光 谱 的分析得出的，而不 是依据核式 结 构 总结 出的， A错 、 C对 ；巴耳末公式只确定了 氢 原子 发 光中的一个 线 系波 长 ，不能描述 氢 原子 发 出的各种 光的波 长 ，此公式反映出 氢 原子 发 光是不 连续 的， B、 D错 。 易错案例剖析 正确解答： 因为太阳光谱为吸收光谱，故 A错；高温铁水是炽热液体，所产生的光谱为连续谱， B错 ；线状谱 (明线光谱 )、吸收光谱的谱线是原子的