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课件沪科版选修3_5.ppt

第3章 3 4光谱分析在科学技术中的应用 学习目标1 了解各种光谱及其特点 2 知道光谱分析及其重要应用 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一 光谱 根据经典的电磁理论 原子的光谱是怎样的 而实际看到的原子的光谱是怎样的 答案 答案根据经典电磁理论 原子可以辐射各种频率的光 即原子光谱应该是连续的 而实际上看到的原子的光谱总是分立的线状谱 1 定义 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 2 发射光谱 物体发光直接产生的光谱 1 连续谱 连续分布的包含有 组成的光谱 产生 和 的光谱 如白炽灯丝 烛焰 炽热钢水等发出的光都是连续光谱 特点 光谱是连在一起的光带 发射 吸收 一切波长的光 炽热的固体 高压气体 液体 2 线状谱 由一些 的亮线组成的光谱 又叫原子光谱 产生 由游离态的原子发射的 因此也叫原子光谱 和金属的蒸气的发射光谱是线状谱 特点 不同元素的原子产生的线状谱是 的 但同种元素的原子产生的线状谱是 的 这意味着 某种物质的原子可用其线状谱加以鉴别 3 特征光谱 每种元素的原子都有各自的 光谱 即由一系列 的具有特定波长的谱线组成的光谱 不连续 稀薄气体 不同 相同 发射 不连续 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 形成的光谱 1 产生 物体发出的白光通过 的物质蒸气时产生的 2 特点 在连续谱的背景上有若干条 同种元素的吸收光谱与 是一一对应的 吸收后 线状谱 温度较低 暗线 3 太阳光谱是 光谱 特点 在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线 产生原因 阳光中含有各种颜色的光 当阳光透过太阳的高层大气射向地球时 太阳高层大气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 到达地球上的这些谱线看起来就暗了 这就形成了连续谱明亮背景下的暗线 吸收 判断下列说法的正误 1 各种原子的发射光谱都是连续谱 2 不同原子的发光频率是不一样的 3 连续谱一定是发射光谱 二 光谱分析 为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开 我们记录光谱有什么样的意义 答案 答案不同颜色的光在棱镜中的折射率不同 因此经过棱镜后的偏折程度也不同 光谱分析的意义 应用光谱分析发现新元素 光谱分析对鉴别化学元素有着重大的意义 许多化学元素 如铯 铷 铊 铟 镓等 都是在实验室里通过光谱分析发现的 天文学家将光谱分析应用于恒星 证明了宇宙中物质构成的统一性 光谱分析还为深入研究原子世界奠定了基础 近代原子物理学正是从原子光谱的研究中开始的 1 光谱分析由于每种元素都有自己的特征光谱 可以根据 来鉴别物质和确定它们的化学组成 这种方法叫光谱分析 2 优点 灵敏 迅速 某种元素在样品中的含量只要有 就能检测出来 光谱 1 10 10g 3 应用 1 鉴定产品的纯度 如检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求 2 发现新元素 如元素铷和铯 3 研究天体的物质成分 如研究太阳光谱时发现了太阳大气层中含有氢 氦 氮 碳 氧 铁 镁 钙 钠等元素 4 鉴定食品的优劣 5 鉴定文物 判断下列说法的正误 1 光谱分析时 既可以用线状谱 也可以用连续谱 2 利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分 题型探究 例1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 稀薄气体发光形成的光谱是线状谱D 白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱 解析 答案 一 光谱 解析由于物质发光的条件不同 得到的光谱不同 故A B错误 稀薄气体发光形成的光谱为线状谱 C正确 白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱 D错误 1 优点 灵敏度高 分析物质的最低量达10 10g 2 应用 a 发现新元素 b 鉴别物体的物质成分 3 用于光谱分析的光谱 线状光谱和吸收光谱 二 光谱分析 4 几种光谱的比较 例2 多选 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 解析 答案 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 用于光谱分析只能是线状谱或吸收光谱 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 达标检测 1 多选 关于光谱 下列说法中正确的是A 炽热的液体发射连续谱B 线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C 太阳光谱中的暗线 说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D 发射光谱一定是连续谱 1 2 3 4 解析 答案 解析炽热的固体 液体和高压气体的发射光谱是连续光谱 故A正确 线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析 B正确 太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素 C错误 发射光谱有连续谱和线状谱 D错误 2 多选 下列光谱中属于原子光谱的是A 太阳光谱B 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C 白炽灯的光谱D 酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱 解析放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱 燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气 钠蒸气发光产生的 均是原子光谱 故选项B D对 解析 答案 1 2 3 4 3 多选 关于光谱和光谱分析 下列说法中正确的是A 太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B 霓虹灯产生的是线状谱C 进行光谱分析时 只能用线状谱D 同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的 答案 1 2 3 4 4 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 太阳内部存在着相应的元素 解析 答案 1 2