高中物理 18.3 氢原子光谱学案(新人教版)选修3-5.doc

《高中物理 18.3 氢原子光谱学案(新人教版)选修3-5.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3　氢原子光谱[目标定位]　1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念.2.知道氢原子光谱的实验规律.3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征．一、光谱1．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

2、，样本中一种元素的含量达到10－10__g时就可以被检测到．想一想　研究分析月亮的光谱，能否知道月球上含有哪些元素？答案　不能，月亮不能自己发光，只能反射太阳的光，故其光谱是太阳光谱，研究分析月亮的光谱不能知道月球上含有哪些元素．二、氢原子光谱的实验规律1．研究光谱的意义：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重要途径．2．巴耳末公式：巴耳末研究发现，氢原子在可见光区的四条谱线的波长能够用一个公式表示即巴耳末公式：＝R(－)，n＝3，4，5…，式中R叫做里德伯常量，R＝1.10×107m－1.它确定的这一组谱线称为巴耳末系．式中的n只能取整数，不能连续

3、取值．三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好的解释了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．想一想　原子的核式结构模型与经典的电磁理论的矛盾给予我们怎样的启示？答案　尽管经典物理学可以很好地应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，预示着原子世界需要一个不同于经典物理学的理论．一、光谱和光谱分析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

4、续谱，如灯丝发出的光、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

5、出现一些不连续的暗线，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1　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1　有关原子光谱下列说法正确的是(　　)A．原子光谱反映了原子的结构特征B．氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的C．太

6、阳光谱是连续的D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析答案　ABD解析　各原子光谱反映了它们各自的特征，所以A、B正确；太阳光谱是吸收光谱，它是不连续的．光谱可以用来鉴别物质的组成．C错误、D正确．故正确答案为A、B、D.二、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18－3－1所示．图18－3－12．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

7、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2　在氢原子的光谱的紫外区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．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＝1.21×10－7m.当n＝∞时，波长最短，其值为λ＝＝＝m＝9.10×10－8m.借题发挥　在计算氢原子发出的某一线