2019届高中物理第十八章原子结构第3节氢原子光谱讲义含解析选修

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1、氢原子光谱光谱[探新知·基础练]1.光谱定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。2.分类(1)线状谱:由一条条的亮线组成的光谱。(2)连续谱:由连在一起的光带组成的光谱。3.特征谱线各种原子的发射光谱都是线状谱,且不同原子的亮线位置不同,故这些亮线称为原子的特征谱线。4.光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线,可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分,这种方法称为光谱分析。它的优点是灵敏度高,样本中一种元素的含量达到10-10_g时就可以被检测到

2、。[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.光谱分析可以利用连续光谱。(×)2.利用光谱分析可以鉴别物质。(√)[释疑难·对点练]1.光谱的分类2.太阳光谱(1)太阳光谱的特点:在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线,是一种吸收光谱。(2)对太阳光谱的解释:阳光中含有各种颜色的光,但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时,太阳高层大气中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,到达地球的这些谱线看起来就暗了,这就形成了连续谱背景下的暗线。3.光谱分析(1)优点:灵敏度高,分析物质的

3、最低量达10-10g。(2)应用:①应用光谱分析发现新元素;②鉴别物质的组成成分;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] 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。[试身手]1.对原子光谱,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

4、中含哪些元素解析:选B 原子光谱为线状谱,A正确;各种原子都有自己的特征谱线,故B错误,C正确;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。故选B。氢原子光谱的实验规律、经典理论的困难[探新知·基础练]1.氢原子光谱的实验规律(1)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。(2)巴耳末公式:=R(-)(n=3,4,5,…)。(3)巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱,即辐射波长的分立特征。2.经典理论的困难(1)核式结构模型的成

5、就:正确地指出了原子核的存在,很好地解释了α粒子散射实验。(2)经典理论的困难:经典物理学既无法解释原子的稳定性,又无法解释原子光谱的分立特征。[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.氢原子光谱的实验规律表明氢原子的光谱是连续光谱。(×)2.由氢原子光谱的实验规律发现,经典物理学无法解释原子光谱的分立特征。(√)[释疑难·对点练]1.氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱,如图所示。2.氢原子光谱的特点在氢原子光谱图中的可见光区内,由右向左,相邻谱线间的距离越来越小,表现出明显的规律性。巴

6、耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式,该公式称为巴耳末公式:=R(n=3,4,5,6,…)。(1)公式中n只能取整数,不能连续取值,波长也只会是分立的值。(2)除了巴耳末系,氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线,也都满足与巴耳末公式类似的关系式。[试身手]2.(多选)关于巴耳末公式=R(-)的理解,正确的是(  )A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C.公式中n只能取不小于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的

7、分析,也适用于其他原子的光谱解析:选AC 此公式只适用于氢原子光谱,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。故A、C正确。光谱和光谱分析[典例1] (多选)关于光谱和光谱分析,下列说法正确的是(  )A.太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C.进行光谱分析时,可以利用线状谱,不能用连续谱D.观察月亮光谱,可以确定月亮的化学组成[思路点拨] 由各种光谱产生的条件对说法做出分析判断,光谱分析中应为物体发光的光谱,而月亮不发光,它是靠反射

8、太阳光而“明亮”。[解析]选BC 太阳光谱是吸收光谱,A错误;煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光,是线状谱,B正确;光谱分析时,可利用线状谱或吸收光谱,不能用连续谱,C正确;由于月亮反射太阳光,其光谱无法确定月亮的化学组成,D错误。氢原子光谱的实验规律[典例2] 巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式=R(n=3,4,5,…)。对此,下列说法正确的是(  )A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出

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