光譜、氫原子光譜教案

1、光譜、氫原子光譜教案教學(xué)目標(biāo)1、了解光譜的定義和分類；解氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系。2、學(xué)習(xí)運用光普分析的方法來進行原子結(jié)構(gòu)與原子運動的分析。展現(xiàn)連續(xù)譜線、線狀譜線讓學(xué)生掌握光譜分析研究的原理。3、了解經(jīng)典原子理論的困難。重點難點重點：氫原子光譜的實驗規(guī)律難點：經(jīng)典理論的困難設(shè)計思想本節(jié)內(nèi)容在明確光譜、連續(xù)光譜、線狀態(tài)光譜的概念之后，進一步介紹原子的特征光譜和光譜分析，重點講述氫光譜的實驗規(guī)律。原子光譜的事實不能利用核式結(jié)構(gòu)理論解釋、必須建立新的原子模型，這是學(xué)生進一步深入學(xué)習(xí)的思想基礎(chǔ)。設(shè)計時重點針對學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點,采用實驗、圖片、視頻等多種媒體讓學(xué)生有比較直觀的體會。教學(xué)過程中，

2、要抓住運用光譜分析的方式來認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)這一主導(dǎo)思想，這是人們分析與研究原子的一種思想方法，這種方法不同以往學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，同時還需要注意的是，初步引入量子觀念：波長是分立的，為學(xué)生的進步學(xué)習(xí)提供思想基礎(chǔ)。要讓學(xué)生在獲得相關(guān)知識的同時，認(rèn)識到人們在認(rèn)識客觀事物的過程中，不斷形成探索自然的一些新方法，理解科學(xué)方法對進行科學(xué)探索的作用，并理解探究自然奧秘是一項永遠(yuǎn)止境的認(rèn)識活動。教學(xué)資源多媒體課件，光譜管，三棱鏡教學(xué)設(shè)計【課堂引入】早在17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，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強度分布的記錄。

3、有時只是波長成分的記錄?！菊n堂學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)活動一：光譜的幾種類型實驗：牛頓三棱鏡色散介紹光譜的概念：用光柵或棱鏡把光按波長展開，獲得光的波長（頻率）成分和強度分布的記錄。（1）發(fā)射光譜：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。連續(xù)光譜現(xiàn)象：由連續(xù)分布的一切波長的光組成。特點：整個光譜區(qū)域都是亮的。產(chǎn)生：熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜。案例：白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水實驗并讓學(xué)觀察線狀光譜：現(xiàn)象：光譜中有一條條的亮線，這些亮線叫做譜線，由一條條譜線組成的光譜叫做線狀光譜。特點：各條譜線對應(yīng)不同波長（頻率）的光，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光。產(chǎn)生：稀薄氣體或金

4、屬的蒸汽的發(fā)射光譜。案例：由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的。盟（2）吸收光譜有條件的學(xué)?？梢宰鲆幌骡c蒸氣吸收光譜實驗，若條件不具備可以通過視頻、動畫演示之類的進行。觀察鈉蒸氣吸引光譜。學(xué)生觀察太陽光吸收光譜?，F(xiàn)象：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，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。特點：各種原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（線狀光譜）相對應(yīng)。這表明，低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。學(xué)習(xí)活動二：光譜分析的應(yīng)用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)和確定的化學(xué)組成。這種方法叫做光譜分析。原

5、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子的結(jié)構(gòu)。案例：利用太陽光的吸收光譜可以研究太陽高層大氣層所含元素?！纠?】關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是（）A. 太陽光譜和白熾燈光譜都是連續(xù)譜B. 霓虹燈產(chǎn)生的是線狀譜C. 進行光譜分析時，只能用明線光譜D. 同一元素吸收光譜的暗線與線狀譜的位置是一一對應(yīng)的答案BD解析太陽光譜是吸收光譜，可進行光譜分析；白熾燈光產(chǎn)生的是連續(xù)譜；霓虹燈管內(nèi)充有稀薄氣體，產(chǎn)生的光譜為線狀譜學(xué)習(xí)活動三：氫原子光譜許多情況下光是由原子內(nèi)部電子運動產(chǎn)生的，所以可以根據(jù)光譜來探索原子結(jié)構(gòu)（方法性策略）。利用氫原子光譜分析氫原子的結(jié)構(gòu)。呈現(xiàn)氫

6、氣放電管獲得的氫原子光譜。1885年，巴耳末對當(dāng)時已知的，在可見光區(qū)的14條譜線進行了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一公式來表示：丄=人（丄-丄），其中n=3、4、5、（里德伯常量：R=1.10x107m-1）九22n2【例2】在氫原子的光譜的紫外區(qū)的譜線系中有多條譜線，1（11、試?yán)觅嚶档墓綇S尙一詁"=2,3,4,，計算紫外線的最長波和最短波的波長答案1.21X10-7m9.10X10-8m學(xué)習(xí)活動四：經(jīng)典理論的困難問題1：盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的成功之處在哪里？問題2：經(jīng)典電磁理論的困難事什么？問題3：按照經(jīng)典電磁理論對原子核式結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果,經(jīng)典電磁理論包含哪兩點基本內(nèi)

7、容？問題4：原子中存在電磁場嗎？如果存在,根據(jù)經(jīng)典電磁理論它是由誰產(chǎn)生的？怎樣變化？為什么？問題5：根據(jù)經(jīng)典電磁理論,原子核外的電子會向外輻射電磁波即向外輻射能量嗎？問題6：根據(jù)經(jīng)典電磁理論,電子能量減少會導(dǎo)致什么結(jié)果？原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾不僅表明這一模型還不完善,而且又一次預(yù)示著,對原子世界需要一個不同于經(jīng)典物理學(xué)的新理論?！菊n堂小結(jié)】問題1：光譜如何分類問題2：為什么光譜分析方法可以用來鑒別物質(zhì)的組成？問題3：光譜分析有哪些應(yīng)用？問題3：氫原子光譜有哪些特征？【板書設(shè)計】第3節(jié)光譜氫原子光譜光譜：復(fù)色光通過棱鏡分光后,分解為一系列單色光,而且按照波長長短的順序排列成一條光帶

8、一、光譜的幾種類型1、發(fā)射光譜（1）連續(xù)譜（2）現(xiàn)狀譜2、吸收光譜二、光譜分析的應(yīng)用三、氫原子光譜、tr|j-厶曲課堂反饋1、對原子光譜，下列說法正確的是()A. 原子光譜是不連續(xù)的B. 由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的C. 各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D. 分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒定物質(zhì)中含哪些元素2、根據(jù)光譜的特征譜線，可以確定物質(zhì)的化學(xué)組成和鑒別物質(zhì)，以下說法正確的是()A. 明線光譜中的明線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線B. 明線光譜中的明線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線C. 明線光譜中的明線和吸收光譜中的

9、暗線都是特征譜線D. 同一元素中的明線光譜中的明線和吸收光譜中的暗線是一一對應(yīng)的3、下列物質(zhì)產(chǎn)生線狀譜的是()A. 熾熱的鋼水B. 發(fā)亮的白熾燈C. 熾熱的高壓氣體D. 固體或液體汽化成稀薄氣體后發(fā)光4、下列說法正確的是()A. 所有氫原子光譜的波長都可由巴耳末公式求出B. 據(jù)巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氫原子光譜的譜線可以有無數(shù)條C. 巴耳末系是氫原子光譜中的可見光部分D. 氫原子光譜是線狀譜5、有關(guān)原子光譜，下列說法正確的是()A. 原子光譜間接地反映了原子結(jié)構(gòu)特征B. 氫原子光譜跟氧原子光譜是不同的C. 太陽光譜是連續(xù)譜D. 鑒別物質(zhì)的成分可以采用光譜分析6、已知氫原子光譜中巴耳末

10、線系第一條譜線Ha的波長為6565埃，試推算里德伯常量的值.參考答案：1.ACD2.CD3.D4.CD5.ABD6.1.096725x107mi課后測評1. 在太陽的光譜中有許多暗線，這表明（）A. 太陽內(nèi)部含有這些暗線所對應(yīng)的元素B. 太陽大氣層中缺少這些暗線所對應(yīng)的元素C. 太陽大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素D. 地球的大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素2. 有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是（）A. 氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B. 氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C. 氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D. 氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān)3. 下列說法正確的是（）A. 所有氫原子

11、光譜的波長都可由巴耳末公式求出B. 據(jù)巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氫原子光譜的譜線可以有無數(shù)條C. 巴耳末系含氫原子光譜中的可見光部分D. 氫原子光譜是線狀譜的一個例證4. 對于巴耳末公式下列說法正確的是（）A. 所有氫原子光譜的波長都與巴耳末公式相對應(yīng)B. 巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見光部分的光的波長C. 巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光的一個線系的波長，其中既有可見光，又有紫外光D. 巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長5. 利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析下列說法正確的是（）A. 利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B. 利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒

12、別其組成成分C. 高溫物體發(fā)出的光通過物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D. 同一種物質(zhì)的線狀譜與吸收光譜上的暗線，由于光譜的不同，它們沒有關(guān)系6. 下列說法中正確的是（）A. 熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成線狀譜B. 各種原子的線狀譜中的明線和它吸收光譜中的暗線相對應(yīng)C. 氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀譜D. 甲物質(zhì)發(fā)出的白光通過乙物質(zhì)的蒸氣形成了甲物質(zhì)的吸收光譜7. 在燃燒的酒精燈芯上放上少許食鹽，用攝譜儀得到的光譜應(yīng)為（）A. 鈉的發(fā)射光譜B.鈉的吸收光譜C.鈉的連續(xù)光譜D.鈉的線狀譜8. 巴耳末通過對氫光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式=人仕書）"=3,4,5，對此，下列

13、說法正確的是（）A. 巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式B. 巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性乙C. 巴耳末依據(jù)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式9. 如圖甲所示的abed為四種元素的特征譜線，圖乙是某礦物的線狀譜通過光譜分析可以確定該礦物中缺少的元素為（）A.a元素B.b元素C.e元素D.d元素10. 以下說法中正確的是（）A.進行光譜分析，可以用連續(xù)光譜，也可以用吸收光譜B. 光譜分析的優(yōu)點是非常靈敏而且迅速C. 分析某種物質(zhì)的化學(xué)組成，可以使這種物質(zhì)發(fā)出的白光通過另一種物質(zhì)的低溫蒸氣取得吸收光譜進行分析D. 攝下月球的光譜，可以分析出月球上有哪些元素11. 在可見光范圍內(nèi)氫原子發(fā)光的波長最長的2條譜線所對應(yīng)的n它們的波長各是多少？氫原子光譜有什么特點？參考答案：4、C9、