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时间:2018-10-24
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1、光谱分析在科学技术中的应用(沪科版选修)【教材分析】光谱分析及其应用是3.3节卢瑟福原子结构模型、玻尔原子理论假设的延续,是量子论观点下科学的必然发展。教材把光谱分析按排在玻尔原子理论之后,体现了物理学的连续发展,同时,由于理论的连续性也使学生更容易接受。 本节内容虽属了解,但通过学习能进一步拓展学生视野,使学生感受物理世界的奥妙和神奇,从而激发学生的学科兴趣。 【教学目标】 (一)知识与技能 1.引导学生通过实验和观察了解光谱的形成,从而知道什么是光谱。 2.帮助学生学会观察光谱的方法,
2、并能了解各种光谱的成因,从而区分各种光谱。 3.引导学生分析光谱的特点,能把光谱分析应用到科学技术中去。 (二)过程与方法 帮助学生学会利用各种器材观察光谱,了解各种光谱的形成及特点,从而能把光谱分析应用到科学技术中去。 (三)情感、态度与价值观 1.培养学生科学的探究方法:实验——观察——讨论——应用——总结 2.激发学生的科学热情, 【教学重难点】 教学重点:光谱的形成及特点 教学难点:仪器的使用和光谱的分析 【教学思路】 本节课是继玻尔理论的延续,教学中应使学生感到光谱的
3、产生是玻尔理论的必然结果,并帮助学生通过实验——观察——讨论的方式了解各种光谱的形成、特点及分类,使学生学会分析光谱,从而将光谱分析应用到科学技术中去。 【教学器材】分光镜、小灯泡、酒精灯、食盐、光谱管、感应圈、电源 【教学过程】 ◆新课导入 根据玻尔的原子理论,物体发光是原子发生能级跃迁的结果,各种物质的原子结构不同,能级分布也不同,它们跃迁时发射的光的频率也不同,这就是我们看见“七色阳光”的原因。 本节课我们就从“七色阳光”——美丽的彩带出发,认识光谱,并利用光谱分析的方法去探索未知世
4、界。 ◆新课展示 一、光谱 实验观察:(引导学生用三棱镜观察太阳光谱) 提出:这种彩色光带就叫光谱。(引导学生阅读本节第一段:夫琅和费对太阳光谱的研究,并用多媒体展示太阳光谱。) 讨论:光谱与物质的化学成分有关,并注意其中有些暗线。(埋下伏笔)光谱的形成、特点及分类: (一)发射光谱 发射光谱——物体发光直接产生的光谱实验观察:①观察小灯泡的光谱②酒精灯芯上撒一些食盐粉末,观察钠蒸汽的光谱③使用光谱管观察稀薄气体的光谱 (通过实验和观察了解发射光谱的形成、特点和分类;其中注意使学生学
5、会正确使用分光镜。) 讨论:发射光谱的特点及分类 1.连续光谱——由连续分布的一切波长的光(一切单色光)组成的光谱。由炽热的固体、液体及高压气体产生。 2.线状光谱(明线光谱)——由一些不连续的亮线组成的光谱。通常气压下,炽热的气体(稀薄气体)或金属蒸气产生的光谱,由游离状态的原子的发射而产生的,所以也叫原子光谱。 提出并讨论:每种元素的原子都有一定的明线光谱,每种原子只能发出具有本射特性的某些波长的光,因此,明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线。 (二)吸收光谱 实验观察:白光通过钠蒸汽形
6、成的光谱(讨论吸收光谱的形成及其特点:)吸收光谱——高温物体发出白光,通过物质时,某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。讨论并指出:各种原子的吸收光谱中的每一条暗线,都跟该种原子的明线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(特点)因此,吸收光谱中的暗线,也就是原子的特征谱线,只是通常看到的要比明线光谱中少一些。 ◆案例分析 案例一:(多媒体展示太阳光谱) 问:太阳光谱中为什么有一些暗线?这说明太阳光谱是什么光谱? 案例二:(多媒体展示)图示装置中
7、S为一小灯泡,L是聚光凸透镜,A为酒精灯,B是分光镜。若移去酒精灯,并点亮小灯泡,经仔细调节后通过分光镜可观察到光谱;若放上酒精灯,并在酒精灯芯上撒一些食盐粉末,经仔细调节后通过分光镜可观察到光谱;若关掉灯泡后观察到的是光谱。 二、光谱分析及应用 (一)光谱分析 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,这种方法叫光谱分析。(引导学生讨论光谱分析的原理和方法,并讨论以下两个问题) 1.利用发射光谱能否鉴别物质? 2.利用吸收光谱能否鉴别物质? 体
8、会光谱分析的优点:灵敏而且迅速。 (二)光谱分析在科学技术中的应用 (引导学生阅读课本61页相关内容) 讨论:光谱分析在以下方面的应用 1.分析物质中某种元素的纯度. 2.分析太阳大气层中含有哪些元素. 3.鉴定食品的优劣. 4.鉴定文物. 5.发现新元素. (通过讨论,使学生认识光谱分析在科学技术应用中的重要应用和简便性。) ◆反馈练习 1.关于太阳光谱,下列说法中正确的是() (A)太阳光谱是连续谱(B)太阳光谱是吸收光谱 (C)通过太阳
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