8.3氢原子光谱学案（人教版选修3-5）

第三节 氢原子光谱前置诊断：本节课重点讲述了氢原子光谱的实验规律及经典理论的困难。1.有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫_，这样的光谱叫_。有的光谱看起来是连续在一起的光带，这样的光谱叫_。2.光谱的类型主要有_和_。3.不同原子发出的光谱都不同，这样的光谱也叫_。4.利用光谱分析可以_。5.在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的_（填“明线”或“暗线”）光谱。用摄谱仪拍摄太阳光，可以分析太阳大气的成份，就是利用太阳光的_（填“明线”或“暗线”）光谱。6.巴耳末公式反映了氢原子辐射的分立特征。7.卢瑟福的核式结构模型正确地指出了_的存在，很好的解释了_，但是经典的物理学既无法解释原子的_，又无法解释原子光谱的_特征。专家说课：早在17世纪，牛顿就发现了日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。此后，许多科学家通过对光谱进行实验研究，认识到它与物质的化学成分有关，可以检测物质材料中的纯度、发现新元素、鉴别食品优劣、鉴定文物，也可以用于探索原子的结构等。本节教材是在明确光谱、连续谱、线状谱的概念后(可以补充光谱的分类)，进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。一、本节课标及其解读：（1）了解光谱的基本知识，了解连续光谱和线状光谱，知道原子光谱是线状光谱。（2）知道经典电磁理论在描述原子核外电子运动时的困难。二、有关光谱知识的几个疑难点：（1）明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。（2）连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。（3）高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。三、本节重点是连续谱和线状谱的区别及氢原子光谱的实验规律。巴耳末公式中的n有两层含义：（1）n取一个值，可求出氢光谱中一条谱线的波长，说明每一个数值对应一条谱线；（2）n只能取正整数值3，4，5，不能取连续值，说明了氢原子光谱波长的分立性。经典理论的困难是本节教学的难点。要通过对此环节的讨论，让学生认识到，矛盾说明从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于微观现象。不解决这个矛盾，原子理论就不能前进，这是产生玻尔原子理论的历史背景。课堂探究：1.教学中要通过教材第54页两个彩图的分析和补充相关知识，让学生明确光谱的分类及具体特点，这样对下面氢原子光谱的分析才会理解更深刻。对54页的“科学足迹”材料，学生要通过阅读自学，找出关于吸收光谱的具体特点，这有助于培养学生归纳、总结的能力。2.对氢原子光谱的实验规律部分，要通过学生讨论巴耳末公式的具体含义，理解氢原子光谱的具体特征。结合教材56页“思考和讨论”环节，引导学生讨论交流，培养学生进行理论探究，分析问题、归纳问题的能力。案例精析：例1关于光谱,下面说法中正确的是 ( ) A.炽热的液体发射连续光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素C.明线光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析D.发射光谱一定是连续光谱例2根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的推论是 （）A原子十分稳定，原子光谱是连续谱 B原子十分稳定，原子光谱是线状谱C原子很不稳定，原子光谱是连续谱 D原子很不稳定，原子光谱是线状谱三维达标：基础练习1.下列关于光谱的说法正确的是 ( )A炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定一一对应C气体发出的光只能产生线状光谱D甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱2.下列关于光谱和光谱分析的下列说法正确的是 ( )A日光灯产生的光谱是连续光谱B太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成份D连续光谱是不能用来作光谱分析的3.对原子光谱，下列说法中正确的是（ ）A.原子光谱是不连续的。B.由于原子都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。.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。.分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素。4.有关氢原子光谱的说法正确的是 A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.巴耳末公式反映了氢原子辐射频率的分立特性。综合跃升5下列关于光谱的说法正确的是 （ ）A根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成。B大量的原子发生的光谱是连续谱，少量的原子发生的光谱是线状谱。C巴耳末公式中的只能取大于等于3的整数D气体发出的光可能产生明线光谱，也可能产生暗线谱。6.原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索。7.光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的和的记录。有时只是波长成分的记录。互动实践8.日光灯正常工作时，灯管内的稀薄汞蒸气由于气体放电而发射几种特定的光子.课本上的彩页上有汞的明线光谱彩图.光谱中既有可见光，又有紫外线.其中只有紫外线全被管壁上的荧光粉吸收，并使荧光粉受到激发而发射波长几乎连续分布的可见光.日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是（）A.与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱B.与太阳光光谱相同的光谱C.连续光谱与汞的明线光谱(除紫外线外)相加的光谱D.是吸收光谱9.经典物理学在解释原子光谱时遇到了什么困难？第三节 氢原子光谱前置诊断：1.谱线线状谱连续谱 2.发射光谱吸收光谱 3.特征谱线 4.鉴别物质及确定物质的组成成分 5.明线暗线 6.波长7.原子核粒子散射实验稳定性分立案例精析：例1解析：发射光谱可以是连续光谱，也可以是明线光谱，D错；只有炽热的固体、液体及高压气体发光产生连续光谱，A对；明线光谱的谱线和吸收光谱的暗线都是元素的特征谱线，因而明线光谱和吸收光谱都可用于光谱分析，C对；太阳光谱是太阳内部发出的白光，通过温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱，将吸收光谱中的暗线，与各种元素的特征谱线进行分析比较，从中可以确定出太阳大气层中含有的元素成分，B错。答案：AC例2解析：按照经典的电磁理论，如果带电粒子做变速运动（包括圆周运动），粒子一定向外辐射能量，原子核外的电子绕原子核做圆周运动，要向外辐射能量，原子核外的电子运动速度将不断减小，轨道半径将不断减小，最后应“跌落”到原子核上。这样原子应该是很不稳定的，且向外辐射的能量应是连续的线状谱，故C是正确的。答案：C三维达标：1.A 2.D 3.ACD 4. BC 5. CD 6. 原子的结构 7. 波长成分 强度分布8.C 提示：日光灯灯光的光谱，是在连续光谱的背景上又有汞的明线光谱.这种光谱多数学生没见过，但根据题目叙述能够分析推理得到答案为C. 9.答案：卢瑟福的原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾主要有