物理粵教版選修3-5學案第3章第三節(jié)氫原子光譜

第三節(jié)氫原子光譜學習目標重點難點1．了解氫原子光譜的特點．2．知道巴耳末公式及里德伯常量．3．了解原子光譜及光譜分析的應用．重點：理解氫原子光譜及巴耳末公式．難點：知道氫原子光譜的其他線系．一、巴耳末系1．氫光譜的獲得在充有稀薄氫氣的放電管兩極間加上2～3kV的高壓，使氫氣放電，氫原子在______的激發(fā)下發(fā)光，再通過________觀察光譜．2．光譜的特點（1）可見光區(qū)有四條，大部分在______區(qū)．（2）光譜是幾條分立的______．3．譜線間的規(guī)律——巴耳末公式eq\f(1,λ)＝______________，n＝3,4,5…．式中R稱為里德伯常量，R＝1.097×107m－1．4．巴耳末系一系列符合____________的光譜線的統(tǒng)稱．預習交流1巴耳末公式反映了氫原子譜線的分立特征，這說明了什么？二、氫原子光譜中的其他線系廣義巴耳末公式表示為eq\f(1,λ)＝____________．式中m和n均為正整數，且n＞m．三、原子光譜1．原子光譜的特點（1）原子光譜的譜線是一些分立的亮線，是__________的．（2）每種原子都有自己的特定的原子光譜，不同的原子，其原子光譜均______．2．原子光譜的用途通過__________，鑒別不同的原子、確定物體的__________并發(fā)現新元素．預習交流2在太陽光下，如果我們用一個玻璃棱鏡放在水平面上，在棱鏡的背面會看到彩色的光帶，你知道這種現象是如何產生的嗎？在預習中還有哪些問題需要你在聽課時加以關注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學困點我的學疑點答案：一、1．電場分光鏡2．（1）紫外（2）亮線3．R（eq\f(1,22)－eq\f(1,n2)）4．巴耳末公式預習交流1：答案：譜線的分立特征反映原子內部電子運動的量子化特征，對于研究更復雜的原子結構具有指導意義．二、R（eq\f(1,m2)－eq\f(1,n2)）三、1．（1）不連續(xù)（2）不同2．光譜分析化學組成預習交流2：答案：這是一種光的色散現象．白光為復色光，是由七種顏色的光復合而成，復色光分解為單色光的現象叫做光的色散，形成的彩色光帶稱為光譜．一、光譜與光譜分析1．什么是光譜？為什么線狀譜又叫原子的特征光譜？2．利用白熾燈的光譜，能否檢測出燈絲的成分？3．線光譜和連續(xù)譜的區(qū)別是什么？4．可以用作光譜分析的是哪種光譜？5．吸收光譜是溫度很高的光源發(fā)出來的白光，通過溫度較低的蒸汽或氣體后產生的，如讓高溫光源發(fā)出的白光，通過溫度較低的鈉的蒸汽就能生成鈉的吸收光譜．這個光譜背景是明亮的連續(xù)光譜．而在鈉的標識譜線的位置上出現了暗線．通過大量實驗觀察總結出一條規(guī)律，即每一種元素的吸收光譜里暗線的位置跟它們明線光譜的位置是互相重合的．也就是每種元素所發(fā)射的光的頻率跟它所吸收的光頻率是相同的．太陽光譜是一種吸收光譜，在太陽光譜上有許多暗線，有的同學認為這些暗線表示太陽上含有這些元素，有的同學認為這些暗線是因為地球大氣中含有的元素，在太陽光穿過地球大氣層時吸收了相應的特征譜線而出現的，你認為呢？對于原子光譜，下列說法不正確的是（）．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．各種原子的原子結構不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D．分析物質發(fā)光的光譜，可以鑒別物質中含有哪些元素各種光譜的特點及成因歸納分類產生條件光譜形式連續(xù)光譜熾熱的固體、液體、高壓氣體發(fā)光而產生的連續(xù)分布，一切波長的光都有明線光譜稀薄氣體發(fā)光形成的光譜一些不連續(xù)的明線組成，不同原子的明線光譜不同（又叫特征光譜）吸收光譜熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后，再色散形成的用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上出現一些暗線（與特征譜線相對應）二、氫原子光譜氫原子光譜是怎樣獲得的？研究氫原子光譜對于探索原子結構有什么意義？（雙選）關于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R（eq\f(1,22)－eq\f(1,n2)）的理解，正確的是（）．A．此公式是巴耳末在研究氫光譜特征時發(fā)現的B．公式中的n可取任意值，故氫光譜是連續(xù)譜C．公式中的n只能取大于等于3的整數值，故氫光譜是線狀譜D．公式不但適用于氫光譜的分析，也適用于其他原子的光譜巴耳末公式只適用于部分氫光譜的規(guī)律，在氫光譜中還有其他線系，從公式可以看出氫光譜是不連續(xù)的，由于不同原子有自己的特征譜線，因此此公式不適用于其他原子光譜．1．白熾燈產生的光譜是（）．A．連續(xù)光譜B．線狀光譜C．原子光譜D．吸收光譜2．白光通過棱鏡后在屏上會形成按紅、橙、黃、綠、藍、靚、紫排列的連續(xù)光譜，下列說法不正確的是（）．A．棱鏡使光增加了顏色B．白光是由各種顏色的光組成的C．棱鏡對各種色光的折射率不同D．發(fā)光物體發(fā)出了在可見光區(qū)的各種頻率的光3．（雙選）關于光譜和光譜分析，下列正確的是（）．A．光譜包括連續(xù)光譜和線狀譜B．太陽光譜是連續(xù)光譜，氫光譜是線狀譜C．線狀譜和吸收光譜都可用作光譜分析D．光譜分析幫助人們發(fā)現了許多新元素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．計算巴耳末系中波長最長的光子的能量是多少？提示：用最精煉的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領部分寫下來并進行識記．知識精華技能要領答案：活動與探究1：1．答案：用棱鏡或光柵可以把光按波長展開，獲得光的波長（或頻率）成分和強度分布的記錄，即為光譜．通俗地說就是自然光經過三棱鏡后在屏幕上得到的彩色光帶．不同元素的原子發(fā)出的光譜不相同，就像人的指紋一樣各不相同，代表了人的特征，線狀光譜也就代表了原子的特征．2．答案：不能，白熾燈的光譜是連續(xù)譜，不是原子的特征譜線，因而無法檢測出燈絲的成分．3．答案：線光譜連續(xù)譜形狀特征一條條分立的譜線連在一起的光帶組成某些不連續(xù)的波長的光組成一切波長的光都有產生稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)光形成熾熱的固體、液體、高壓氣體發(fā)光而產生的應用可用于光譜分析不能用于光譜分析4．答案：光譜分析可以使用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以使用吸收光譜，因為它們都有原子自身的特征譜線，但不能使用連續(xù)光譜．5．答案：太陽光吸收光譜上的暗線是因為太陽發(fā)出的光穿過溫度比太陽本身低得多的太陽大氣層，而在這大氣層里存在著從太陽里蒸發(fā)出來的許多元素的氣體，太陽光穿過它們的時候跟這些元素的標識譜線相同的光都被這些氣體吸收掉了．因此我們看到的太陽光譜是在連續(xù)光譜的背景上分布著許多條暗線．這些暗線對應的元素為太陽大氣層的成分．遷移與應用1：B解析：原子光譜為線狀譜，故A正確．各種原子都有自己的特征譜線，故B錯誤，C正確．根據各種原子的特征譜線進行光譜分析，可鑒別物質組成，D正確．活動與探究2：答案：氫原子光譜是由氫氣放電管發(fā)光得到的．因為許多情況下光是由原子內部電子的運動產生的，所以光譜研究是探索原子結構的一條重要途徑．遷移與應用2：AC解析：此公式是巴耳末在研究氫光譜在可見光區(qū)的4條譜線中得到的，只適用于氫光譜的分析，且n只能取大于等于3的整數，則λ不能取連續(xù)值，故氫原子光譜是線狀譜．當堂檢測1．A解析：熾熱的固體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜．2．A解析：白光通過棱鏡使各種色光落在屏上的不同位置，說明棱鏡對各種色光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長（或頻率）排列，即白光是包括各種頻率的光，光的顏色是由波長（或頻率）決定，并非棱鏡增加了顏色，即B、C、D正確．3．CD解析：光譜包括發(fā)射光譜和吸收光譜，發(fā)射光譜又分為線狀譜和連續(xù)譜，其中線狀譜和吸收光譜可用作光譜分析．4．C解析：巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個線系的波長，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯誤；巴耳末公式是由當時已知的可見光中的部分譜線總結出來的，但它適用于整個巴耳末線系，該線系包括可見光和紫外光，B錯誤，C正確．5．答案：