高中物理新課標(biāo)版人教版選修精品課件《氫原子光譜》(PPT課件可以編輯)

1、新課標(biāo)人教版課件系列高中物理選修選修3-53-518.3氫原子光譜教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) v1、知識與技能、知識與技能v（1）了解光譜的定義和分類；v（2）了解氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系；v（3）了解經(jīng)典原子理論的困難。v2、過程與方法：、過程與方法：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)發(fā)展與進(jìn)步的坎坷。v3、情感、態(tài)度與價值觀：、情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)我們探究科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)的能力，提高自主學(xué)習(xí)的意識。v教學(xué)重點：教學(xué)重點：氫原子光譜的實驗規(guī)律。v教學(xué)難點：教學(xué)難點：經(jīng)典理論的困難。v教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。v教學(xué)用具：教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。 粒子散射的實驗

2、使我們知道原粒子散射的實驗使我們知道原子具有核式結(jié)構(gòu)子具有核式結(jié)構(gòu), ,但電子在核的周但電子在核的周圍怎樣運動圍怎樣運動? ?它的能量怎樣變化它的能量怎樣變化? ?這些還要通過其他事實認(rèn)識這些還要通過其他事實認(rèn)識. .早在早在1717世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的并把實驗中得到的彩色光帶彩色光帶叫做叫做光譜光譜一、光譜一、光譜用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長（頻率）成分和強度分布的記錄，（頻率）成分和強度分布的記錄，即即光譜光譜。有時只是。有時只是波長成分的記錄

3、。波長成分的記錄。（2 2）分類：發(fā)射光譜可分類：）分類：發(fā)射光譜可分類：連續(xù)光譜連續(xù)光譜和和明線光譜明線光譜。1.1.發(fā)射光譜發(fā)射光譜（1 1）定義：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜）定義：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜。連續(xù)光譜連續(xù)光譜 A 由波長連續(xù)分布的光組成的連在一起的光帶叫連續(xù)光譜。由波長連續(xù)分布的光組成的連在一起的光帶叫連續(xù)光譜。 特點：光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一特點：光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一起的光帶。起的光帶。 即連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色即連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜。光的光譜。B 熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)

4、射光譜是連續(xù)光譜。熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。 例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。形成連續(xù)光譜。 明線光譜明線光譜 A A 只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做叫做明線光譜明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。B B 稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。C C 各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，說明原子只能發(fā)出各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，說明原子只能發(fā)出幾種特

5、定頻率的光。不同原子的亮線位置不同，說明不幾種特定頻率的光。不同原子的亮線位置不同，說明不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，因此這些亮線稱為原子同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，因此這些亮線稱為原子的特征譜線。的特征譜線。 高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的光被物切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。各種原質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。這表明發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。這表明

6、，低溫低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光。時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。2 吸收光譜吸收光譜 光光 譜譜發(fā)射光譜發(fā)射光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體熾熱的固體、液體和和高壓氣體高壓氣體發(fā)光形成的發(fā)光形成的光譜的形式：光譜的形式：連續(xù)連續(xù)分布，一切波長的光都有分布，一切波長的光都有線狀光譜線狀光譜（原子光譜）（原子光譜）產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：稀薄氣

7、體、金屬蒸氣發(fā)光稀薄氣體、金屬蒸氣發(fā)光形成的光譜形成的光譜光譜形式：一些光譜形式：一些不連續(xù)的明線不連續(xù)的明線組成，不同組成，不同元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）吸收光譜吸收光譜定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜光譜產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的白光通過溫度較白光低熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后，的氣體后，再再色散色散形成的形成的光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)出現(xiàn)一些暗線一些暗線（與（與特征譜線特征譜線相對應(yīng)）相對應(yīng)） 3 小結(jié)小結(jié) ：

8、各種光譜的特點及成因：各種光譜的特點及成因：（1）由于每種原子都有自己的特征譜線，由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。這種方法叫做光譜分析。的組成成分。這種方法叫做光譜分析。（2 2）光譜分析法由基爾霍夫開創(chuàng)的。）光譜分析法由基爾霍夫開創(chuàng)的。 （3 3）優(yōu)點：靈敏度高。）優(yōu)點：靈敏度高。樣本中一種元素的樣本中一種元素的含量達(dá)到含量達(dá)到1010-10-10g g時就可以被檢測到。時就可以被檢測到。（4 4） 同種物質(zhì)吸收光譜中的暗線與它明線同種物質(zhì)吸收光譜中的暗線與它明線光譜中的明線相對應(yīng)，明線光譜和吸收光光譜中的明

9、線相對應(yīng)，明線光譜和吸收光譜中的譜線都是原子的特征光譜，都可以譜中的譜線都是原子的特征光譜，都可以用于光譜分析。用于光譜分析。 4 光譜分析光譜分析 原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu)。子的結(jié)構(gòu)。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。二、氫原子光譜的實驗規(guī)律二、氫原子光譜的實驗規(guī)律氣體放電管：氣體放電管：玻璃管中的稀薄氣體的分子在強玻璃管中的稀薄氣體的分子在強電場的作用下會電離，成為自由移動的正負(fù)電電場的作用下會電離，成為自由移動的正負(fù)電荷

10、，于是氣體變成導(dǎo)體，導(dǎo)電時會發(fā)光。這樣荷，于是氣體變成導(dǎo)體，導(dǎo)電時會發(fā)光。這樣的裝置叫做氣體放電管。的裝置叫做氣體放電管。221111()3,4,5,.2Rnnm7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個光區(qū)的其它譜線也都滿足與和紫個光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末巴耳末公式類似的關(guān)系式。公式類似的關(guān)系式。18851885年，巴耳末對當(dāng)時已知的，在可見光年，巴耳末對當(dāng)時已知的，在可見光區(qū)的區(qū)的1414條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示：波長可以用一個公式表示：按經(jīng)典物理學(xué)

11、電子繞核旋轉(zhuǎn)，作加速運動，電子按經(jīng)典物理學(xué)電子繞核旋轉(zhuǎn)，作加速運動，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。但但事實上原子是個穩(wěn)定的系統(tǒng)。事實上原子是個穩(wěn)定的系統(tǒng)。盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了在，很好地解釋了粒子散射實驗粒子散射實驗。但是。經(jīng)但是。經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。釋原子光譜的分立特征。軌道及轉(zhuǎn)動頻率不斷變化，輻射電

12、磁波頻率軌道及轉(zhuǎn)動頻率不斷變化，輻射電磁波頻率也是連續(xù)的，也是連續(xù)的， 原子光譜應(yīng)是連續(xù)的光譜。原子光譜應(yīng)是連續(xù)的光譜。而而實際上看到的是分立的線狀譜。實際上看到的是分立的線狀譜。 這些矛盾說明盡管經(jīng)典物理學(xué)理論可以很好地這些矛盾說明盡管經(jīng)典物理學(xué)理論可以很好地應(yīng)用宏觀物休，但它不能解釋原子世界的現(xiàn)象，應(yīng)用宏觀物休，但它不能解釋原子世界的現(xiàn)象，引入新觀念是必要的。引入新觀念是必要的。課堂效果檢測：課堂效果檢測：1 1 在實際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別在實際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分。例如某樣本中一種元物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分。例如某樣本中一種元素的含量達(dá)到素的含

13、量達(dá)到1010-10-10g g時就可以被檢測到。那么我時就可以被檢測到。那么我們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分的？的組成成分的？A A 連續(xù)譜連續(xù)譜B B 線狀譜線狀譜C C 特征譜線特征譜線D D 任意一種光譜任意一種光譜 （B CB C）2 2 下列說法正確的是：下列說法正確的是：A A 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強度無關(guān)。成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強度無關(guān)。B B 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分和強度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光成分和強度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光的波長分布，還記錄了強度分布。的波長分布，還記錄了強度分布。C C 在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了太陽內(nèi)部缺少對應(yīng)的元素。太陽內(nèi)部缺少對應(yīng)的元素。D D在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗