物理粤教版选修3-5学案第3章第三节氢原子光谱

第三节氢原子光谱学习目标重点难点1．了解氢原子光谱的特点．2．知道巴耳末公式及里德伯常量．3．了解原子光谱及光谱分析的应用．重点：理解氢原子光谱及巴耳末公式．难点：知道氢原子光谱的其他线系．一、巴耳末系1．氢光谱的获得在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3kV的高压，使氢气放电，氢原子在______的激发下发光，再通过________观察光谱．2．光谱的特点（1）可见光区有四条，大部分在______区．（2）光谱是几条分立的______．3．谱线间的规律——巴耳末公式eq\f(1,λ)＝______________，n＝3,4,5…．式中R称为里德伯常量，R＝1.097×107m－1．4．巴耳末系一系列符合____________的光谱线的统称．预习交流1巴耳末公式反映了氢原子谱线的分立特征，这说明了什么？二、氢原子光谱中的其他线系广义巴耳末公式表示为eq\f(1,λ)＝____________．式中m和n均为正整数，且n＞m．三、原子光谱1．原子光谱的特点（1）原子光谱的谱线是一些分立的亮线，是__________的．（2）每种原子都有自己的特定的原子光谱，不同的原子，其原子光谱均______．2．原子光谱的用途通过__________，鉴别不同的原子、确定物体的__________并发现新元素．预习交流2在太阳光下，如果我们用一个玻璃棱镜放在水平面上，在棱镜的背面会看到彩色的光带，你知道这种现象是如何产生的吗？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、1．电场分光镜2．（1）紫外（2）亮线3．R（eq\f(1,22)－eq\f(1,n2)）4．巴耳末公式预习交流1：答案：谱线的分立特征反映原子内部电子运动的量子化特征，对于研究更复杂的原子结构具有指导意义．二、R（eq\f(1,m2)－eq\f(1,n2)）三、1．（1）不连续（2）不同2．光谱分析化学组成预习交流2：答案：这是一种光的色散现象．白光为复色光，是由七种颜色的光复合而成，复色光分解为单色光的现象叫做光的色散，形成的彩色光带称为光谱．一、光谱与光谱分析1．什么是光谱？为什么线状谱又叫原子的特征光谱？2．利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？3．线光谱和连续谱的区别是什么？4．可以用作光谱分析的是哪种光谱？5．吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸汽或气体后产生的，如让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠的蒸汽就能生成钠的吸收光谱．这个光谱背景是明亮的连续光谱．而在钠的标识谱线的位置上出现了暗线．通过大量实验观察总结出一条规律，即每一种元素的吸收光谱里暗线的位置跟它们明线光谱的位置是互相重合的．也就是每种元素所发射的光的频率跟它所吸收的光频率是相同的．太阳光谱是一种吸收光谱，在太阳光谱上有许多暗线，有的同学认为这些暗线表示太阳上含有这些元素，有的同学认为这些暗线是因为地球大气中含有的元素，在太阳光穿过地球大气层时吸收了相应的特征谱线而出现的，你认为呢？对于原子光谱，下列说法不正确的是（）．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C．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各种光谱的特点及成因归纳分类产生条件光谱形式连续光谱炽热的固体、液体、高压气体发光而产生的连续分布，一切波长的光都有明线光谱稀薄气体发光形成的光谱一些不连续的明线组成，不同原子的明线光谱不同（又叫特征光谱）吸收光谱炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线（与特征谱线相对应）二、氢原子光谱氢原子光谱是怎样获得的？研究氢原子光谱对于探索原子结构有什么意义？（双选）关于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R（eq\f(1,22)－eq\f(1,n2)）的理解，正确的是（）．A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B．公式中的n可取任意值，故氢光谱是连续谱C．公式中的n只能取大于等于3的整数值，故氢光谱是线状谱D．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱巴耳末公式只适用于部分氢光谱的规律，在氢光谱中还有其他线系，从公式可以看出氢光谱是不连续的，由于不同原子有自己的特征谱线，因此此公式不适用于其他原子光谱．1．白炽灯产生的光谱是（）．A．连续光谱B．线状光谱C．原子光谱D．吸收光谱2．白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靓、紫排列的连续光谱，下列说法不正确的是（）．A．棱镜使光增加了颜色B．白光是由各种颜色的光组成的C．棱镜对各种色光的折射率不同D．发光物体发出了在可见光区的各种频率的光3．（双选）关于光谱和光谱分析，下列正确的是（）．A．光谱包括连续光谱和线状谱B．太阳光谱是连续光谱，氢光谱是线状谱C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素4．对于巴耳末公式，下列说法正确的是（）．A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长5．计算巴耳末系中波长最长的光子的能量是多少？提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记．知识精华技能要领答案：活动与探究1：1．答案：用棱镜或光栅可以把光按波长展开，获得光的波长（或频率）成分和强度分布的记录，即为光谱．通俗地说就是自然光经过三棱镜后在屏幕上得到的彩色光带．不同元素的原子发出的光谱不相同，就像人的指纹一样各不相同，代表了人的特征，线状光谱也就代表了原子的特征．2．答案：不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分．3．答案：线光谱连续谱形状特征一条条分立的谱线连在一起的光带组成某些不连续的波长的光组成一切波长的光都有产生稀薄气体或金属蒸气发光形成炽热的固体、液体、高压气体发光而产生的应用可用于光谱分析不能用于光谱分析4．答案：光谱分析可以使用发射光谱中的线状谱，也可以使用吸收光谱，因为它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱．5．答案：太阳光吸收光谱上的暗线是因为太阳发出的光穿过温度比太阳本身低得多的太阳大气层，而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体，太阳光穿过它们的时候跟这些元素的标识谱线相同的光都被这些气体吸收掉了．因此我们看到的太阳光谱是在连续光谱的背景上分布着许多条暗线．这些暗线对应的元素为太阳大气层的成分．迁移与应用1：B解析：原子光谱为线状谱，故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，可鉴别物质组成，D正确．活动与探究2：答案：氢原子光谱是由氢气放电管发光得到的．因为许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，所以光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．迁移与应用2：AC解析：此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的4条谱线中得到的，只适用于氢光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．当堂检测1．A解析：炽热的固体发出的光谱是连续光谱．2．A解析：白光通过棱镜使各种色光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种色光偏折不同，形成的连续光谱按波长（或频率）排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由波长（或频率）决定，并非棱镜增加了颜色，即B、C、D正确．3．CD解析：光谱包括发射光谱和吸收光谱，发射光谱又分为线状谱和连续谱，其中线状谱和吸收光谱可用作光谱分析．4．C解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确．5．答案：