高中物理第十八章原子结构第3节氢原子光谱课件新人教选修.pptx

1、第第十十八八章章第第3节节新知预新知预习习巧设计巧设计名师课名师课堂堂一点通一点通创新演创新演练练大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二1知道光谱、线状谱、连续谱、吸收知道光谱、线状谱、连续谱、吸收 光谱、光谱分析等概念。光谱、光谱分析等概念。2知道氢原子光谱的实验规律。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。原子的稳定性和光谱分立特征。1光谱及其应用光谱及其应用项目项目内容内容定义定义用用 或或 可以把光按可以把光按 展开，获得光的展开，获得光的

2、和和 分布的记录，即光谱分布的记录，即光谱分类分类线状谱：由一条条的线状谱：由一条条的 组成的光谱组成的光谱连续谱：由连在一起的连续谱：由连在一起的 组成的光谱组成的光谱光栅光栅棱镜棱镜波长波长波长波长(频率频率)强度强度亮线亮线光带光带项目项目内容内容原子的原子的特征谱特征谱线线各种原子的发射光谱都是各种原子的发射光谱都是 ，说明原子只发，说明原子只发出几种出几种 的光。不同原子的亮线位置是的光。不同原子的亮线位置是 的，说明不同原子的发光频率是的，说明不同原子的发光频率是 的，的，光谱中的亮线称为原子的光谱中的亮线称为原子的 应用应用光谱分析：利用原子的光谱分析：利用原子的 来鉴别物质和确

3、来鉴别物质和确定物质的定物质的 优点：优点：高，样本中一种元素的含量达到高，样本中一种元素的含量达到10 就可被检测到就可被检测到线状谱线状谱特定频率特定频率不同不同不一样不一样特征谱线特征谱线特征谱线特征谱线组成成分组成成分灵敏度灵敏度原子结构原子结构分立分立 3经典理论的困难经典理论的困难 (1)核式结构模型的成就：正确地指出了核式结构模型的成就：正确地指出了 的存的存在，很好地解释了在，很好地解释了 实验。实验。(2)困难：经典物理学既无法解释原子的困难：经典物理学既无法解释原子的 ，又，又无法解释原子光谱的无法解释原子光谱的 。关键一点关键一点原子核式结构模型与经典电磁理论的矛原子核式

4、结构模型与经典电磁理论的矛盾说明这一模型还不完善。预示着原子世界有一个不同于盾说明这一模型还不完善。预示着原子世界有一个不同于经典物理学的理论。经典物理学的理论。原子核原子核粒子散射粒子散射稳定性稳定性分立特征分立特征1通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱 ()A按光的波长顺序排列按光的波长顺序排列 B按光的频率顺序排列按光的频率顺序排列C按光子质量的大小排列按光子质量的大小排列 D按光子能量的大小排列按光子能量的大小排列解析：解析：由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故应，故A、B正确；光子没有质量，

5、故正确；光子没有质量，故C错误；由爱因斯错误；由爱因斯坦的光子说可知光子的能量与光子频率相对应，坦的光子说可知光子的能量与光子频率相对应，D正确。正确。答案：答案：ABD2对原子光谱，下列说法不正确的是对原子光谱，下列说法不正确的是()A原子光谱是不连续的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 谱也不相同谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含

6、哪些元素解析：解析：原子光谱为线状谱，各种原子都有自己的特征谱原子光谱为线状谱，各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，由此知成，由此知A、C、D说法正确。故选说法正确。故选B。答案：答案：B解析：解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只只能取大于等于能取大于等于3的整数，因此的整数，因此不能取连续值，故氢原子不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱，选光谱是线状谱，选AC

7、。答案：答案：AC1.1.光谱的分类光谱的分类 2太阳光谱太阳光谱 (1)太阳光谱的特点：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。光谱。(2)对太阳光谱的解释：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，太阳高层大气含有的元素会吸收它自己特征气射向地球时，太阳高层大气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

8、暗线。线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线。3光谱分析的应用光谱分析的应用 (1)应用光谱分析发现新元素。应用光谱分析发现新元素。(2)鉴别物体的物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳鉴别物体的物质成分；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。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。应用光谱分析鉴定食品优劣。名师点睛名师点睛 (1)每种原子都有其特定的原子谱线，该谱线与原子所每种原子都有其特定的原子谱线，该谱线与原子所处状态无关。处状态无关。(2)由于每种原子的线状谱与吸收谱一一对应，光谱分由于每种原子的线状谱与吸收谱一一对应，光谱分析中既可

9、以用线状谱，也可用吸收谱。析中既可以用线状谱，也可用吸收谱。1下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()A太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱线状谱 C进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱 D我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 思路点拨思路点拨根据各类光谱的形成和特点进行分解。根据各类光谱的形成和特点进行分解。解析解析太阳光谱中的暗线是太阳

10、发出的连续光谱经过太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳发出的光谱被太阳太阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，谱，A项错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我项错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D项错误；光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是项错误；光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来作光谱分析的，所以

11、不能用来作光谱分析的，所以C项正确；煤气灯火焰中燃烧项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，线状谱，B项正确。项正确。答案答案BC 解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征。手，理解不同谱线的特征。(1)连续谱和线状谱都是物体直接发光产生的光谱，连续谱和线状谱都是物体直接发光产生的光谱，同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成，光谱为一条光带，含有各种频率的光。

12、线状接发光形成，光谱为一条光带，含有各种频率的光。线状谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的。光谱是一些不连续的谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的。光谱是一些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光。线状谱中每条光谱线对亮线，仅含有一些特定频率的光。线状谱中每条光谱线对应着一种频率，不同元素的原子产生的线状谱不同，因而应着一种频率，不同元素的原子产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。可以用线状谱来确定物质的成分。(2)太阳光谱是吸收光谱。吸收光谱是由高温物体发出太阳光谱是吸收光谱。吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质，某些波长的光被吸收后产生的光谱，的白光通过低温物质，某些波长的光被吸收后

13、产生的光谱，光谱是在连续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线状谱光谱是在连续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线状谱的亮线一一对应，因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的的亮线一一对应，因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。特征谱线。1氢原子的光谱氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1831所示。所示。图图1831 (1)巴耳末线系的巴耳末线系的14条谱线都处于可见光区。条谱线都处于可见光区。(2)在巴耳末线系中在巴耳末线系中n值越大，对应的波长值越大，对应的波长越短，即越短，即n3时，对应的波长最长；时，对应的波长最长；n16时，对应的波长最短。时，对应的波长最短。名师点睛名师点睛除了巴耳末系，氢原子在红外和紫外光区除了巴耳末系，氢原子在红外和紫外光区也有类似的谱线系，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。也有类似的谱线系，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。