1、3 氢原子光谱,第十八章原子结构,学科素养与目标要求,1.知道什么是光谱，掌握连续谱和线状谱的区别. 2.记住氢原子光谱的实验规律. 3.知道什么是光谱分析.,物理观念：,应用巴耳末公式进行简单计算.,科学思维：,知道经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难.,科学态度：,自主预习,01,1.定义：用 或棱镜可以把各种颜色的光按 展开，获得光的波长(频率)和_ 的记录. 2.分类 (1)线状谱：光谱是一条条的 . (2)连续谱：光谱是 的光带. 3.特征谱线：各种原子的发射光谱都是 ，说明原子只发出几种 的光，不同原子的亮线位置 ，说明不同原子的 不一样，光谱中的亮线称为原子的
2、. 4.应用：利用原子的 ，可以鉴别物质和确定物质的 ，这种方法称为 ，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到1010 g时就可以被检测到.,光谱,一,波长,光栅,强度,分布,亮线,连在一起,线状谱,特定频率,不同,发光频率,特征谱线,特征谱线,组成成分,光谱分析,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 的一条重要途径. 2.氢原子光谱的实验规律满足 式中R为 常量，R1.10107 m1，n取整数. 3.巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的 光谱，即辐射波长的_ 特征.,氢原子光谱的实验规律,二,线状,里德伯,分立,原子结构,1.核式结构模型的成就：正
3、确地指出了 的存在，很好地解释了 . 2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 ，又无法解释原子光谱的 .,经典理论的困难,三,稳定性,粒子散射实验,分立特征,原子核,判断下列说法的正误. (1)各种原子的发射光谱都是连续谱.() (2)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光.() (3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质.() (4)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分.() (5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数.(),即学即用,重点探究,02,如图所示为不同物体发出的不同光谱. (1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？,导学探究,光谱和光
4、谱分析,一,答案钨丝白炽灯的光谱是连续的，中间没有暗线或亮线，而其他三种光谱是由一些不连续的亮线组成的.,答案这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同.,(2)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？,知识深化,1.光谱的分类,2.几种光谱的比较,3.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，这就形成了明亮背景下的暗线. 4.光谱分析 (
5、1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达1010 g. (2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物质的组成成分. (3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱.,例1关于光谱，下列说法正确的是 A.一切光源发出的光谱都是连续谱 B.一切光源发出的光谱都是线状谱 C.稀薄气体发出的光谱是线状谱 D.做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分,解析物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错； 做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D错.,总结提升,稀薄气体发出的光谱是线状谱，此光谱是一些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光.线状谱中不同的谱线对应不同的频率，不同元素的原子
6、产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分.,例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，下列说法正确的是 A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分 B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分 C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 D.同一种物质的线状谱上的亮线与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系,解析高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误； 某种物质发射的线状谱中的亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确； 高温物体发出的光通过某物质
7、后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C错误； 某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此同一物质线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误.,如图所示为氢原子的光谱. (1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？,氢原子光谱的实验规律及应用,二,答案从右至左，相邻谱线间的距离越来越小.,(2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？,导学探究,知识深化,1.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. 2.巴耳末公式 (1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到公式： (n3
8、,4,5，)，该公式称为巴耳末公式.式中R叫做里德伯常量，实验值为R1.10107 m1. (2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值.巴耳末公式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. 3.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3(多选)下列关于巴耳末公式 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只能取大于或等于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，也适用于其他原子光谱的分析,解
9、析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错； 公式中n只能取大于或等于3的整数，不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对.,例4已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线H的波长为656.47 nm，普朗克常量h6.631034 Js，真空中的光速c3108 ms1. (1)试推算里德伯常量的值；,解析巴耳末系中第一条谱线对应n3,答案1.097107 m1,(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量.,答案4.102107 m(或410.2 nm)4.851019 J,解析巴耳末系中第四条谱线对应n6，,达标检测,03,1
10、,2,3,4,1.(原子光谱的理解)对原子光谱，下列说法中不正确的是 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.由于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，可以鉴别物质中含哪些元素,解析原子光谱为线状谱，A正确； 各种原子都有自己的特征谱线，故B错，C对； 根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D对.,2.(光谱和光谱分析)(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中正确的是 A.光谱包括发射光谱、连续谱、线状谱、原子光谱、吸收光谱五种光谱 B.往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的线
11、状谱 C.利用太阳光谱可以分析太阳的化学组成 D.各种原子的发射光谱都是线状谱,解析光谱包括发射光谱和吸收光谱两种，其中发射光谱分为连续谱和线状谱，线状谱和吸收光谱都能体现不同原子的特征，称为原子光谱，各种原子的发射光谱都是线状谱，选项A错误，D正确； 往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的线状谱，选项B正确； 太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气层中存在与这些暗线相对应的元素，但是不能分析太阳的化学组成，故C错误.,1,2,3,4,3.(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式 ，n3
12、,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.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式 D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的,1,2,3,4,解析巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确.,1,2,3,4,4.(经典电磁理论与氢原子光谱的关系)(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是 A.经典电磁理论很容易解释原子的稳定性 B.根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原 子核上 C.根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的 D.氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论,解析根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的.氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是引入了新的概念.故正确答案为B、C.,
