学沪科版选修35 3.4光谱分析在科学技术中的应用 课件（3）（32张）.ppt

3 4光谱分析在科学技术中的应用 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 重点和难点 3 明确光谱产生的机理及光谱分析的特点 难点 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 1 概念 物体发光 产生的光谱 2 分类 连续谱 由连续分布的包含有 组成的光谱 线状谱 由一些 亮线组成的光谱 又叫原子光谱 直接 一切波长的光 不连续 3 特征光谱每种元素的原子都有各自的 光谱 这些光谱一般是明线光谱 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特征光谱 3 吸收光谱 1 概念 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 发射 吸收 后形成的光谱 2 说明 各种原子的 光谱中的每一条 都跟该原子的 光谱中的一条 相对应 想一想1 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 吸收 暗线 发射 亮线 二 光谱分析的应用1 光谱分析由于每种元素都有自己的 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 2 应用 1 检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求 特征 光谱 2 研究天体的 3 发现新元素 如铷和铯 4 鉴定食品的优劣 5 鉴定文物 2 月光比遥远的恒星发出的光亮得多 既然恒星的成分可以用光谱分析的方法分析 月球的成分是否可以用光谱分析的方法得到 提示 月球反射太阳光 月球本身不发光 故不能通过对月光做光谱分析获得月球的成分 物质成分 学案导引1 光谱的分类有哪些 其产生 特点如何 2 什么是太阳光谱 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 1 某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的 两者均可用来作光谱分析 2 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 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 规律方法 要正确判断有关光谱的问题要把握以下几点 1 弄清连续谱 线状谱 吸收谱的产生和概念 2 正确区分连续谱和线状谱 3 知道用来做光谱分析的是哪些谱线及其使用这些谱线的原因 变式训练1 对于光谱 下面的说法中正确的是 a 大量原子发光的光谱是连续谱 少量原子发光的光谱是线状谱b 线状谱是由不连续的若干波长的光所组成c 太阳光谱是连续谱d 太阳光谱是线状谱 解析 选bd 原子光谱体现原子的特征 是线状谱 同一种原子无论多少发光特征都相同 即形成的线状谱都一样 故a错 b项是线状谱的特征 正确 太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光 故太阳光谱是线状谱 故d对c错 学案导引1 什么是光谱分析 2 哪些光谱能用于光谱分析 3 光谱分析有哪些应用 1 特征谱线每种元素的原子都有各自的发射光谱 这些光谱一般都是线状谱线 即由一系列不连续的具有特定波长的谱线组成 这种谱线叫做特征谱线 2 光谱分析由于每种元素都有自己的特征谱线 因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它们的化学组成 这种方法叫做光谱分析 在进行光谱分析时 可利用发射光谱 也可利用吸收光谱 3 光谱分析的应用 1 应用光谱分析发现新元素 2 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 3 应用光谱分析鉴定食品优劣 特别提醒 太阳光谱也称为吸收光谱 同种元素的吸收光谱与线状光谱是一一对应的 光谱分析可用线状光谱 也可以用吸收光谱 它们同是原子的特征谱线 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 精讲精析 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 某种物质发出某种频率的光 当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光 因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应 d错误 答案 b 误区警示 由于对各类光谱产生的原因不清楚 在进行光谱分析时不能确定相应的光谱 导致盲目选择 变式训练2 关于光谱分析 下列说法正确的是 a 光谱分析的依据是每种元素都有自己的特征谱线b 光谱分析不能用线状谱c 光谱分析既可以用线状谱也可以用连续谱d 分析月亮的光谱 可以鉴别月球的化学成分 解析 选a 每种元素的原子都有自己的特征谱线 依据原子的特征谱线 线状谱和吸收光谱可做光谱分析 a对 b错 连续谱因含有一切波长的光 不是原子的特征谱线 因而不能用来做光谱分析 c错 月亮反射太阳光 因此 分析月亮的光谱并不能鉴定月球的化学组成 只表示太阳的吸收光谱 d错 k 2的一系列谱线其波长处在可见光区 称为巴耳末系 用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验 当用巴耳末系波长最短的光照射时 遏