步步高3-5導(dǎo)學(xué)案 第十八章學(xué)案3

1、學(xué)案3氫原子光譜目標(biāo)定位 1.知道什么是光譜，能說出連續(xù)譜和線狀譜的區(qū)別.2.能記住氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.3.能說出經(jīng)典物理學(xué)在解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜分立特性上的困難一、光譜和光譜分析問題設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)典的電磁理論，原子的光譜是怎樣的？而實(shí)際看到的原子的光譜是怎樣的？答案根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子可以輻射各種頻率的光，即原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的，而實(shí)際上看到的原子的光譜總是分立的線狀譜要點(diǎn)提煉1光譜的定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜2光譜的分類和比較光譜分類產(chǎn)生條件光譜形式發(fā)射光譜連續(xù)譜熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)光形成連續(xù)分布，一切波長(zhǎng)的光都有

2、線狀譜(原子光譜)稀薄氣體發(fā)光形成一些不連續(xù)的亮線組成不同元素譜線不同(又叫特征譜線)吸收光譜熾熱的白光通過溫度較低的氣體后，某些波長(zhǎng)的光被吸收后形成用分光鏡觀察時(shí)，見到連續(xù)譜背景上出現(xiàn)一些暗線(與特征譜線對(duì)應(yīng))3.太陽(yáng)光譜(1)太陽(yáng)光譜的特點(diǎn)：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜(2)產(chǎn)生原因：當(dāng)陽(yáng)光透過太陽(yáng)的高層大氣射向地球時(shí)，太陽(yáng)高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線4光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線，可以利用它來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，這種方法稱為光譜分析(1)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到1010 g時(shí)就可以被

3、檢測(cè)到(2)應(yīng)用：a.發(fā)現(xiàn)新元素；b.鑒別物體的物質(zhì)成分(3)用于光譜分析的光譜：線狀譜和吸收光譜二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1巴耳末公式R()，n3,4,5，式中R叫做里德伯常量，實(shí)驗(yàn)值為R1.10×107 m1.(1)公式特點(diǎn)：第一項(xiàng)都是；(2)巴耳末公式說明氫原子光譜的波長(zhǎng)只能取分立值，不能取連續(xù)值巴耳末公式以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜，即輻射波長(zhǎng)的分立特征2其他公式氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式如萊曼系在紫外光區(qū)，公式為R，其中n2,3,4，三、經(jīng)典理論的困難1核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了粒子散射實(shí)驗(yàn)2困難：經(jīng)

4、典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性，又無(wú)法解釋原子光譜的分立特征一、光譜和光譜分析例1關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是()A太陽(yáng)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(jìn)行光譜分析時(shí)，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(duì)應(yīng)的解析太陽(yáng)光譜是吸收光譜，可進(jìn)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)生的光譜為線狀譜答案BD例2關(guān)于太陽(yáng)光譜，下列說法正確的是()A太陽(yáng)光譜是吸收光譜B太陽(yáng)光譜中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的C根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成D根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含

5、有哪些元素解析太陽(yáng)是一個(gè)高溫物體，它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽(yáng)大氣層時(shí)，會(huì)被太陽(yáng)大氣層中的某些元素的原子吸收，從而使我們觀察到的太陽(yáng)光譜是吸收光譜，所以分析太陽(yáng)光譜可知太陽(yáng)大氣層的物質(zhì)組成答案AB二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律例3巴耳末通過對(duì)氫原子光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式R()，n3,4,5，對(duì)此，下列說法正確的是()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C巴耳末依據(jù)氫原子光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的解析巴耳末公式是根據(jù)氫原子光譜總結(jié)出來(lái)的氫原子光譜的不連續(xù)性反映了氫原子發(fā)光的分立性，即輻射波

6、長(zhǎng)的分立特征，選項(xiàng)C、D正確答案CD例4氫原子光譜巴耳末系最小波長(zhǎng)與最大波長(zhǎng)之比為()A. B. C. D.解析由巴耳末公式Rn3,4,5，當(dāng)n時(shí)，有最小波長(zhǎng)1，R，當(dāng)n3時(shí)，有最大波長(zhǎng)2，R，得.答案A1(光譜和光譜分析)對(duì)原子光譜，下列說法正確的是()A原子光譜是連續(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，但各種原子的原子光譜可能是相同的D分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素答案D解析原子光譜為線狀譜，A錯(cuò)誤；各種原子都有自己的特征譜線，故B、C均錯(cuò)誤；據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，D正確2(光譜和光譜分析)利

7、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，下列說法中正確的是()A利用高溫物體的連續(xù)譜就可以鑒別其組成成分B利用物質(zhì)的線狀譜就可以鑒別其組成成分C高溫物體發(fā)出的光通過某物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D我們觀察月亮射來(lái)的光的光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成答案B解析由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的明線與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照，即可確定物質(zhì)的組成成分，B正確；高溫物體發(fā)出的光通過其它物質(zhì)后某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，與高溫物體無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；月亮

8、反射到地面的光是太陽(yáng)光，D錯(cuò)誤3(氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律)下列說法正確的是()A所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都可由巴耳末公式求出B巴耳末公式中的n可以連續(xù)取值C巴耳末系是氫原子光譜中的不可見光部分D氫原子光譜是線狀譜的一個(gè)例證答案D4(氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律)氫原子光譜除了巴耳末系外，還有萊曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式為R()，n4,5,6，R1.10×107 m1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域，試求n6時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為多大？答案1.09×106 m解析由帕邢系的公式R()，當(dāng)n6時(shí)，得1.09×106 m.題組一光譜和光譜分析1關(guān)于光譜，下列說法正確的是()A熾

9、熱的液體發(fā)射連續(xù)譜B發(fā)射光譜一定是連續(xù)譜C線狀譜和吸收光譜都可以對(duì)物質(zhì)成分進(jìn)行分析D霓虹燈發(fā)光形成的光譜是線狀譜答案ACD解析熾熱的液體的光譜為連續(xù)譜，所以選項(xiàng)A正確發(fā)射光譜可以是連續(xù)譜也可以是線狀譜，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤線狀譜和吸收光譜都對(duì)應(yīng)某種元素的光譜，都可以對(duì)物質(zhì)成分進(jìn)行分析，所以選項(xiàng)C正確霓虹燈發(fā)光形成的光譜是線狀譜，所以選項(xiàng)D正確2白熾燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜是()A連續(xù)譜 B明線光譜C原子光譜 D吸收光譜答案A解析白熾燈發(fā)光是燈絲在熾熱狀態(tài)下發(fā)出的光，是連續(xù)譜3下列關(guān)于光譜的說法正確的是()A熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)譜B各種原子的線狀譜中的亮線和它的吸收光譜中的暗線是一一對(duì)應(yīng)的

10、C氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀譜D甲物質(zhì)發(fā)出的光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣可得到甲物質(zhì)的吸收光譜答案AB解析吸收光譜中的暗線與線狀譜中的亮線是一一對(duì)應(yīng)的，所以B正確而氣體發(fā)光時(shí)，若是高壓氣體發(fā)光則形成連續(xù)譜，若是稀薄氣體發(fā)光則形成線狀譜，故A正確，C錯(cuò)誤甲物質(zhì)發(fā)出的光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣后，得到的是乙物質(zhì)的吸收光譜，D錯(cuò)誤4關(guān)于光譜，下列說法中正確的是()A大量原子發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，少量原子發(fā)出的光譜是線狀譜B線狀譜由不連續(xù)的若干波長(zhǎng)的光所組成C太陽(yáng)光譜是連續(xù)譜D太陽(yáng)光譜是線狀譜答案B解析原子光譜體現(xiàn)原子的特征，是線狀譜，同一種原子無(wú)論有多少，其發(fā)光特征都相同，即形成的線狀譜都一樣，故A錯(cuò)誤；由線狀譜

11、的特征知，B正確；太陽(yáng)光譜是吸收光譜，C、D錯(cuò)誤5關(guān)于物質(zhì)的吸收光譜和線狀譜之間的關(guān)系，下列說法中正確的是()A吸收光譜和線狀譜的產(chǎn)生方法不同，它們的譜線互不相關(guān)B同種物質(zhì)吸收光譜中的暗線跟它線狀譜中的明線相對(duì)應(yīng)C線狀譜與吸收光譜都是原子光譜，它們的特征譜線相對(duì)應(yīng)D線狀譜與吸收光譜都可以用于光譜分析，以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成答案BD解析線狀譜與吸收光譜都是原子的特征譜線，但是線狀譜是原子光譜，吸收光譜不是原子光譜，C錯(cuò)誤；線狀譜和吸收光譜都可以進(jìn)行光譜分析，D正確；同種物質(zhì)吸收光譜中的暗線與它線狀譜中的明線相對(duì)應(yīng)，B正確，A錯(cuò)誤6對(duì)于線狀譜，下列說法中正確的是()A每種原子處在不同溫度下

12、發(fā)光的線狀譜不同B每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜不同C每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同D兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同答案C7如圖1甲所示，是a、b、c、d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物的線狀譜，通過光譜分析可以了解該礦物中缺乏的是()圖1Aa元素 Bb元素Cc元素 Dd元素答案BD解析將甲中的線狀譜與乙中的譜線相對(duì)照題組二氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律8下列對(duì)于巴耳末公式的說法正確的是()A所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)B巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中可見光部分的光的波長(zhǎng)C巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，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

13、波長(zhǎng)答案C解析巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種光的波長(zhǎng)，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見光中的部分譜線總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見光和紫外光，B錯(cuò)誤，C正確9下列說法不正確的是()A巴耳末系光譜線的條數(shù)只有4條B巴耳末系光譜線有無(wú)數(shù)條C巴耳末系中既有可見光，又有紫外光D巴耳末系在可見光范圍內(nèi)只有4條答案A解析巴耳末系中的光譜線有無(wú)數(shù)條，但在可見光的區(qū)域中只有4條光譜線，其余都在紫外光區(qū)域故B、C、D正確，A錯(cuò)誤10氫原子光譜的巴耳末系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光波的光子能量為E1，其次為E2，則為()A. B.C. D.答案A11根據(jù)巴耳末公式R，計(jì)算n3,4,5,6時(shí)的波長(zhǎng)答