高中物理 第18章 原子结构 第3节 氢原子光谱课件 新人教版选修35.ppt

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 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 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 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 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 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特征谱线 是原子辐射 吸