高中物理 第18章 原子结构 3 氢原子光谱课件 新人教版选修35.ppt

3氢原子光谱 一 二 三 填一填 练一练 一 光谱 见课本第54页 1 定义 用光栅或棱镜把各种颜色的光按波长展开 获得光的波长 频率 和强度分布的记录 即光谱 2 分类 有些光谱是一条条的亮线 这样的亮线叫谱线 这样的光谱叫线状谱 有的光谱看起来不是一条条分立的谱线 而是连在一起的光带 这样的光谱叫作连续谱 3 特征谱线 各种原子的发射光谱都是线状谱 说明原子只发出几种特定频率的光 不同原子的亮线位置不同 说明不同原子的发光频率是不一样的 因此这些亮线称为原子的特征谱线 4 光谱分析 1 定义 利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分 这种方法称为光谱分析 2 优点 灵敏度高 一 二 三 填一填 练一练 二 氢原子光谱的实验规律 见课本第55页 1 研究光谱的意义 光是由原子内部电子的运动产生的 因此光谱研究是探索原子结构的重要途径 2 巴耳末公式 3 巴耳末公式的意义 巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱 即辐射波长的分立特征 一 二 三 填一填 练一练 三 经典理论的困难 见课本第56页 1 卢瑟福核式学说的成就 卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在 很好地解释了 粒子散射实验 2 困难 经典物理学既无法解释原子的稳定性 又无法解释原子光谱的分立特征 填一填 练一练 关于巴耳末公式的理解 正确的是 a 此公式只适用于氢原子发光b 公式中的n可以是任意数 故氢原子发光的波长是任意的c 公式中的n是大于等于3的正整数 所以氢原子光谱不是连续的d 该公式包含了氢原子的所有光谱线解析 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 答案 ac 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一光谱分类和光谱分析能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 光谱的分类 1 发射光谱 物质发光直接获得的光谱 分为连续光谱和线状光谱 或原子光谱 2 吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 2 几种光谱的比较 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 3 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 4 光谱分析 1 优点 灵敏度高 分析物质的最低量达10 10g 2 应用 应用光谱分析发现新元素 鉴别物体的物质成分 研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠 镁 铜 锌 镍等金属元素 应用光谱分析鉴定食品优劣 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题1 下列关于光谱和光谱分析的说法中 正确的是 a 太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱b 煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱c 进行光谱分析时 可以用线状谱 不能用连续光谱d 我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续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谱 选项a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 选项d错误 光谱分析只能是线状谱和吸收光谱 连续谱是不能用来进行光谱分析的 所以选项c正确 煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 选项b正确 答案 bc 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究二氢原子光谱的规律和应用氢原子是自然界中最简单的原子 对它的光谱线的研究获得的原子内部结构的信息 对于研究更复杂的原子的结构有指导意义 从氢气放电管可以获得氢原子光谱 如图所示 氢原子的光谱为线状谱 试分析氢原子光谱的分布特点 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 巴耳末公式 1 巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式 式中r叫里德伯常量 实验测得r 1 10 107m 1 该公式称为巴耳末公式 2 公式中只能取n 3的整数 不能连续取值 波长是分立的值 2 其他谱线除了巴耳末系 氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线 也都满足与巴耳末公式类似的关系式 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练在可见光范围内 氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数分别为n1 n2 r 1 10 107m 1 1 它们的波长各是多少 2 其中波长最长的光对应的光子能量是多少 解析 1 谱线对应的n越小 波长越长 故氢原子光谱中波长最大的2条谱线所对应的基数分别为n1 3 n2 4 1 2 3 4 5 1 关于光谱的下列说法中正确的是 a 各种原子的发射光谱都是线状谱b 由于原子是由原子核和电子组成的 所以各种原子的原子光谱是相同的c 由于各种原子的原子结构不同 所以各种原子的原子光谱也不相同d 分析物质发光的光谱 可以鉴别物质中含有哪些元素解析 原子光谱为线状谱 a正确 各种原子都有自己的特征谱线 故b错误 c正确 根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质的组成 d正确 答案 acd 1 2 3 4 5 2 有关原子光谱 下列说法正确的是 a 原子光谱反映了原子结构特征b 氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的c 太阳光谱是连续谱d 鉴别物质的成分可以采用光谱分析解析 不同的原子发出的谱线不相同 每一种原子都有自己的特征谱线 利用光谱分析可以用来确定元素 原子光谱可以间接反映原子结构的特征 故a b d正确 太阳光谱是不连续的 故c不正确 答案 abd 1 2 3 4 5 3 太阳光的光谱中有许多暗线 它们对应着某些元素的特征谱线 产生这些暗线是由于 a 太阳表面大气层中缺少相应的元素b 太阳内部缺少相应的元素c 太阳表面大气层中存在着相应的元素d 地球大气层中存在着相应的元素解析 吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 太阳光的吸收光谱 是当太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时 某些波长的光被太阳大气层含有的元素吸收而产生的 故c正确 a b d错误 答案 c 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 5 选做题 氢原子光谱除了巴耳末系外 还有莱曼系 帕邢系等 其中帕邢系的公式为 n 4 5 6 r 1 10 107m 1 若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域 试求 1 n 6时 对应的波长 2 帕邢系形成的谱线在真空