高中物理 第3章 原子世界探秘 3.4 光谱分析在科学技术中的应用学案 沪科版选修3-5.doc

3.4光谱分析在科学技术中的应用学习目标重点难点1知道光谱的定义和分类。2会利用原子的特征谱线分析解决实际问题。重点：利用原子特征谱线分析实际问题。难点：各种光谱产生的原因。一、发射光谱和吸收光谱1光谱：日光通过三棱镜后发生色散得到的彩色光带。按形成的条件，将光谱分为发射光谱和吸收光谱。2发射光谱：物体发光直接产生的光谱，包括连续光谱和明线光谱。连续光谱是由包含一切波长的光组成的，线状谱是由一些不连续的亮线组成的。3吸收光谱：物体发出的白光，通过温度较低的物质蒸气时，某些波长的光被该物质吸收后形成的光谱，吸收光谱是在连续光谱的背景下出现了若干条暗线。4特征谱线：实验表明，各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子发射光谱中的一条亮线相对应，因此说，明线光谱和吸收光谱都是原子的特征谱线。预习交流1拍摄下月球的光谱，能分析月球上有哪些元素吗？答案：不能。月球本身不发光，它反射的是太阳光，故不能用拍摄下月球的光谱来分析月球的元素。二、光谱分析的应用1光谱分析：由于每种元素都有自己的特征谱线，因此可以通过光谱来鉴别物质和确定它们的化学组成。2应用：鉴别产品的纯度、发现新元素、研究天体的物质成分、鉴定文物等。预习交流2利用白炽灯的光谱能检测出灯丝所含的元素吗？答案：不能。白炽灯的光谱是连续光谱，不是原子的特征谱线，故不能检测出灯丝的成分。一、光谱的分类光谱分几类？你能对各类光谱梳理整合吗？答案：关于光谱的下列说法中正确的是（）。a连续谱和线状谱都是发射光谱b线状谱的谱线含有原子的特征谱线c固体、液体和气体的发射光谱是连续谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状光谱d在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光答案：abd解析：发射光谱分为连续谱、线状谱，线状谱的谱线含有原子的特征谱线，故a、b项正确；由吸收光谱的产生原理可知d项正确。炽热的固体、液体和高压气体产生的是连续光谱，故c错。光谱问题的分析方法解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征。（1）连续谱和线状谱都是物体直接发光产生的光谱，同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成，光谱为一条光带，含有各种频率的光。线状谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的。光谱是一些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光。线状谱中每条光谱线对应着一种频率，不同元素的原子产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。（2）太阳光谱是吸收光谱，吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质，某些波长的光被吸收后产生的光谱，光谱是在连续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线状谱的亮线一一对应，因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。二、光谱分析及应用光谱分析的理论依据是什么？答案：光谱分析的理论依据：由于各种原子结构不同，能级分布也各异，不同的能级差对应不同频率的光，对应不同的亮线，表现出不连续性，因此它们发射的光的频率也不同。利用不同原子都有自己的特定谱线可以来鉴别物质和确定物质的组成成分。利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是（）。a利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分b利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分c高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分d同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系答案：b解析：由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故a错误；某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成。1光谱分析时，既可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱，这是由于原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱的一条亮线相对应。2光谱分析的特点是灵敏而迅速。1白炽灯发光产生的光谱是（）。a连续谱b线状谱c原子光谱 d吸收光谱答案：a2（2011湖州高二检测）关于光谱，下列说法正确的是（）。a大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱b线状谱由不连续的若干波长的光组成c作光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱d作光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱答案：b3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稀薄气体发出的光谱是线状谱d月亮的光谱是连续谱答案：c解析：稀薄气体发出的光谱是线状谱，故a错，c对；月亮本身不发光，它反射太阳光，而太阳光是吸收光谱，所以月亮光是吸收光谱，d错；高温物体发射的是连续谱，如白炽灯，故b错。4关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是（）。a发射光谱包括连续谱和线状谱b太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱c线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析d光谱分析帮助人们发现了许多新元素答案：acd解析：根据光谱的形成条件，可分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱包括连续谱和线状谱，故a项对；太阳发出的白光通过太阳大气层时，某些波长的光被吸收掉了，在它的连续谱中有许多暗线，是吸收光谱，b项错；每种原子的线状谱中的亮线与该原子的吸收光谱中的暗线是对应的，都是特征谱线，可用作光谱分析，c项对；据光谱分析的应用可知d项对。5一群氢原子核外电子由离核较远（n2）的轨道向离核较近的轨道跃迁，则（）。a可能吸收若干频率不同的光子，形成由若干条暗线组成的光谱b可能放出若干频率不同的光子，形成由若干条明线组成的光谱c只吸收频率一定的光子，形成只有一条暗线组成的光谱d只放出频率一定的光子，形成只有一条明线组成的光谱答案：b解析：氢原子核外电子由离核