高中物理 3.4 光谱分析在科学技术中的应用精品课件 沪科版选修35.ppt

3 4光谱分析在科学技术中的应用 核心要点突破 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 3 4 课标定位 课标定位 学习目标 1 了解分光镜的构造和原理 2 知道发射光谱 吸收光谱 光谱分析等概念 3 明确光谱产生的机理及光谱分析的特点 重点难点 光谱的种类及产生的条件 各种光谱的区分 课前自主学案 一 发射光谱和吸收光谱1 光谱 用光栅或棱镜把光按波长展开 获得光的波长 频率 成分和强度分布的记录 即光谱 按形成条件 将光谱分为 光谱和 光谱 发射 吸收 2 发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做 光谱 包括 光谱和 光谱 炽热的固体 液体以及高压气体的光谱是由连续分布的包含有一切波长的光组成的 这种光谱叫做连续谱 稀薄气体的光谱是由一些不连续的亮线组成的 这种光谱叫做线状谱 发射 连续 明线 每种元素的原子都有自己的发射光谱 这些光谱一般是 光谱 即由一系列不连续的具有特定波长的谱线组成 这种谱线叫做元素的 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叫做 光谱 在连续光谱的背景上出现了若干条暗线 明线 特征光谱 吸收 实验表明 各种原子的吸收光谱中的每一条 都跟这种原子的发射光谱中的一条 相对应 因此说 明线光谱和吸收光谱都是原子的特征光谱 二 光谱分析的应用1 由于每种元素都有自己的特征光谱 因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它们的化学组成 这种方法叫做 分析 暗线 亮线 光谱 2 应用 1 检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求 2 研究天体的物质成分 3 发现新元素 如铷和铯 4 鉴定食品的优劣 5 鉴定文物 思考感悟氢原子光谱是线状谱还是连续谱 提示 根据玻尔理论氢原子核外电子从高能级跃迁到低能级只能辐射一定频率的光子 因此氢原子光谱是线状谱 核心要点突破 一 分光镜的构造分光镜的构造 如图3 4 1所示 图3 4 1 a为平行光管 由两部分组成 一端有狭缝 另一端有凸透镜 狭缝到凸透镜的距离等于一倍焦距 狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线 射到三棱镜上 通过三棱镜p色散将不同颜色的光分开 通过望远镜筒b可以观察光谱 在mn上放上底片还可以拍摄光谱 管c在目镜中有一个标尺 以便对光谱进行定量研究 二 常见光谱的产生及特点1 连续光谱 1 产生 炽热的固体 液体和高压气体的发射光谱是连续谱 如电灯丝发出的光 炽热的钢水发出的光都形成连续谱 2 特点 其光谱是连在一起的光带 2 明线光谱 只含有一些不连续的亮线光谱 1 产生 由游离状态的原子发射的 因此也叫原子光谱 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱 实验证明 每种元素的原子都有一定特征的线状谱 可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的线状谱 2 特点 不同元素的原子产生的线状谱是不同的 但同种元素原子产生的线状谱是相同的 这意味着 某种物质的原子可以用其线状谱加以鉴别 因此称某种元素的线状谱为这种元素原子的特征谱线 3 吸收光谱 1 产生 由高压气体或炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后产生的 2 特点 在连续光谱的背景上有若干条暗线 实验表明 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的线状谱中的一条亮线相对应 即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的 因此吸收光谱中的暗线也是该元素的特征谱线 例如 太阳光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱 特别提醒 做光谱分析时 可以利用明线光谱 也可利用吸收光谱 这种方法优点是非常灵敏而且迅速 课堂互动讲练 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明线光谱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发出的光 思路点拨 根据各种光谱产生及特点进行分析 精讲精析 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 答案 abd 规律总结 光谱是一种排列 是不同波长的谱线的排列 线状谱中这些谱线是不连续的 表现为分立的不同颜色的亮线 连续谱是各种波长的谱线连在一起形成的 表现为连续的彩色光带 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 思路点拨 光谱分析可利用的光谱是线状谱和吸收光谱 自主解答 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成分 b正确 高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线 这些暗线与所经物质有关 c错误