氫原子光譜教案

1、氫原子光譜教學(xué)設(shè)計(jì)新課標(biāo)要求（一）知識(shí)及技能1了解光譜的定義與分類。2了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道巴耳末系。3了解經(jīng)典原子理論的困難。（二）過(guò)程及方法通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)發(fā)展及進(jìn)步的坎坷。（三）情感、態(tài)度及價(jià)值觀培養(yǎng)我們探究科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)的能力，提高自主學(xué)習(xí)的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)原子光譜的分類教學(xué)難點(diǎn)經(jīng)典理論的困難教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：多媒體輔助教學(xué)設(shè)備課時(shí)安排1 課時(shí)教學(xué)過(guò)程（一）引入新課講述： 通過(guò)泰坦尼克號(hào)中“海洋之心”藍(lán)寶石的鑒定引入新課（二）進(jìn)行新課一、棱鏡與光柵的分光原理1、棱鏡的分光原理（結(jié)合課件展示）討論：為什么用一束很細(xì)的光照射三棱鏡？2、光柵的分

2、光原理（1）光柵：由大量等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)器件稱為光柵。光柵由兩種一種是投射光柵，一種是反射光柵。（2）白光的單縫衍射圖樣(中央條紋）二、光譜1、光譜：復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案，全稱為光學(xué)頻譜。2、連續(xù)光譜：有的光譜是連在一起的光帶，稱為連續(xù)光譜。（1）思考：連續(xù)光譜對(duì)復(fù)色光的成分有什么要求？（2）由熾熱的固體、液體或高壓氣體所發(fā)的光都能形成連續(xù)光譜3、線狀光譜：有些光譜是一條一條的亮線，稱為線狀光譜。（1）思考：線狀光譜對(duì)光的成分有什么要求？（2）單原子氣體或金屬蒸氣所發(fā)的光波均有線狀光譜，故線狀光譜又稱原子光

3、譜，也叫原子的發(fā)射光譜。（3）由于特定的原子只能發(fā)出特定的現(xiàn)狀光譜，所以這種原子的線狀光譜，也叫它的特征光譜。4、吸收光譜：實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)用連續(xù)光譜照射某種原子時(shí)，這種原子也會(huì)吸收及自己線狀光譜中波長(zhǎng)相同的譜線，而使連續(xù)光譜中出現(xiàn)一些暗線的光譜，叫這種原子的吸收光譜。吸收光譜也是這種原子的特征光譜。思考：線狀光譜與吸收光譜由什么關(guān)系？5、光譜分析：光譜分析法是利用光譜學(xué)的原理與實(shí)驗(yàn)方法以確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分的分析方法。各種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有自己的特征光譜，光譜分析法就是利用特征光譜研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)或測(cè)定化學(xué)成分的方法。思考：給定你某種未知物質(zhì)，可以采取哪些思路來(lái)對(duì)其進(jìn)行光譜分析？思路1：使它發(fā)光，觀

4、察它的線狀光譜，進(jìn)行分析。 思路2：用連續(xù)光譜照射，觀察它的吸收光譜，進(jìn)行分析。 現(xiàn)在我們來(lái)共同探討用光譜分析的方法鑒定“海洋之心”藍(lán)寶石的真?zhèn)涡“倏疲海?）藍(lán)寶石，是剛玉寶石中除紅色的紅寶石之外，其它顏色剛玉寶石的通稱，主要成分是氧化鋁（Al2O3）。其中三氧化二鋁是晶體，透光很好，藍(lán)色的藍(lán)寶石，之所以是藍(lán)色，是由于其中混有少量鈦（Ti）與鐵（Fe）雜質(zhì)所致。（2）品相高的藍(lán)寶石的標(biāo)準(zhǔn)吸收光譜：（鈦與鐵的特征光譜疊加）三氫原子光譜1.氫原子光譜:氫原子是自然界中最簡(jiǎn)單的原子,對(duì)它的光譜線的研究獲得的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息,對(duì)于研究復(fù)雜的原子的結(jié)構(gòu)有指導(dǎo)意義. 從1885年,瑞士的中學(xué)教師巴耳末由

5、大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析出氫原子發(fā)射的線狀譜是按照一定規(guī)律組成的若干線系構(gòu)成的,這些譜線的波長(zhǎng)可以用下列表達(dá)式表示其滿足的規(guī)律稱為巴耳末公式： 式中R為一常數(shù),叫做里德伯常量.實(shí)驗(yàn)測(cè)得R=1.10×107 m-1,n為大于或等于3的一系列整數(shù).這個(gè)公式確定的一組譜線稱為巴耳末系,后來(lái)在氫原子光譜中的紫外區(qū)與紅外區(qū)又發(fā)現(xiàn)了另外的一些譜線,它們的譜線都滿足及巴耳末公式類似的關(guān)系式.2.經(jīng)典理論的困難按照經(jīng)典理論原子是不穩(wěn)定的,原子發(fā)光的光譜應(yīng)為連續(xù)譜,事實(shí)上原子是穩(wěn)定的而且發(fā)光為線狀光譜. (1)按照盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,核外電子受到原子核的引力作用,不可能是靜止的,它一定以一定的速度繞核轉(zhuǎn)動(dòng),既然電子在運(yùn)動(dòng),它的電磁場(chǎng)就在變化,而變化的電磁場(chǎng)會(huì)激發(fā)電磁波,也就是說(shuō),它將自己繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的能量以電磁波的形式輻射出去.因此,電子轉(zhuǎn)動(dòng)的系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,電子會(huì)失去能量,最后一頭栽進(jìn)原子核,但事實(shí)不是這樣的,原子是個(gè)很穩(wěn)定的系統(tǒng). (2)按照經(jīng)典的電磁理論,電子輻射電磁波的頻率,就是它繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率,電子的能量越來(lái)越小,它離原子核越來(lái)越近,周期越來(lái)越短,這種變化是連續(xù)的,也就是說(shuō)我們應(yīng)該得到原子輻射的各種頻率的光,即原子光譜應(yīng)為連續(xù)光譜,而實(shí)際上我們看到的是分立的線狀譜.原子到底是怎么發(fā)光與吸收光的呢？ 下一節(jié)我們將揭開(kāi)原子發(fā)光的面紗