2019-2020年高中物理第三章原子结构之谜3.3氢原子光谱教学案粤教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理第三章原子结构之谜3.3氢原子光谱教学案粤教版选修3-5[目标定位]　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．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，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱．2．光谱的特点(1)氢原子光谱在可见光区内有四条谱线，这些谱线是几条分立的亮线．(2)氢原子受激发只能发出几种特定频率的光．3．氢原子光谱的实验规律氢原子在可见光区的四条谱线的波长可用一个简单的公式——巴耳末公式表示：＝R(－)，n＝3,

2、4,5，6…，式中的常数R称为里德伯常量．二、氢原子光谱的其他线系自从发现巴耳末系后，人们又在紫外区、红外区及近红外区发现了氢原子的其他线系，分别是莱曼系、帕邢系、布喇开系、普丰德系，这些线系统一的公式为：＝R，式中m、n均为正整数，且n>m，此式称为广义巴耳末公式，也可以表示为＝T(m)－T(n)，式中T(m)＝，T(n)＝称为光谱项．三、原子光谱1．原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱称为原子光谱．2．每种原子都有自己特定的原子光谱，不同的原子，其原子光谱均不相同．3．通过对光谱的分析可鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元

3、素．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3一、氢原子光谱的实验规律1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1所示．图12．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．3．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：＝R(－)，n＝3,4,5…该公式称为巴耳末公式．(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线除了巴耳末系，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．【例1】　在氢原子光谱的紫外区

4、的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式＝R，n＝2,3,4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长(R＝1.097×107m－1)．答案　1.21×10－7m　9.10×10－8m解析　根据莱曼系公式：＝R，n＝2,3,4…可得λ＝当n＝2时波长最长，其值为λ＝＝＝m≈1.22×10－7m.当n＝∞时，波长最短，其值为λ＝＝＝m≈9.12×10－8m.借题发挥　在计算氢原子发出的某一线系的光的波长时，需首先明确为哪一线系，选用相应的公式＝R(－)，n的取值只能为整数且大于a.针对训练1　(多选)下列关于巴耳末公式＝R的理解，正确的是(　　)A．此公式是巴耳末在研究氢

5、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分析，也适用于其他原子的光谱答案　AC解析　此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的4条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，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．二、光谱及光谱分析1．光谱分类(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱．它分为连续谱和明线光谱(线状谱)．①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出

6、的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱．②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱．各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱．每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同．(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线．这些暗线与特征谱线相对应．2．光谱分析(1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．(2)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱．3．太阳光谱的特点(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些

7、不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)产生原因：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．【例2】　(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，只能用明线光谱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　BD解析　太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱．针对训练2　利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是(　　)A．