2020-學(xué)年高二物理粵教版選修-同步：第章第節(jié)氫原子光譜張ppt課件

1、第三節(jié)氫原子光譜第三節(jié)氫原子光譜1了解氫原子光譜的不連續(xù)性及各個(gè)線系2知道每種原子都有其特定的原子光譜3了解光譜分析在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用“譜的含義是指按照事物的類別或系統(tǒng)編排的記錄，做菜有菜譜，家族有族譜某些原子和氣體通電后可發(fā)光產(chǎn)生光譜，那么最簡單的原子光譜是什么光譜，它有哪些應(yīng)用？一、原子光譜某種原子的氣體通電后可以發(fā)光并產(chǎn)生_，這種光譜被稱為原子光譜原子光譜是了解原子性質(zhì)的最重要的直接證據(jù)二、巴耳末系1分光鏡分光鏡是一種用于觀察物質(zhì)光譜的儀器，其原理是利用不同頻率的光折射角不同，將復(fù)色光分解成若干個(gè)單色光其構(gòu)造如圖所示：固定不變的光譜A為平行光管，由兩部分組成，一端有狹縫S，另一端有凸透鏡

2、L1，它與狹縫的距離等于一倍焦距，狹縫入射的光經(jīng)凸透鏡后變成平行光線，射到三棱鏡P上三棱鏡P通過色散將不同顏色的光分開通過望遠(yuǎn)鏡筒B可以觀察光譜，在MN上放上底片還可以拍攝光譜，管C在目鏡中有一標(biāo)尺，以便對(duì)光譜進(jìn)行定量研究2觀察氫光譜(1)實(shí)驗(yàn)裝置圖，如下圖：(2)氫原子光譜圖，如下圖：3巴耳末公式瑞士的一位數(shù)學(xué)教師巴耳末通過分光鏡研究了氫原子光譜，發(fā)現(xiàn)四條光譜的波長可以用一個(gè)很簡單的數(shù)學(xué)公式表示，這個(gè)公式稱為巴耳末公式：_，n3,4,5式中常數(shù)R稱為_常量，對(duì)于氫原子，實(shí)驗(yàn)測(cè)得R的值為1.097107 m1.三、氫原子光譜的其他線系萊曼系(在_區(qū))：里德伯紫外統(tǒng)一的公式表示為：_式中_稱為光

3、譜項(xiàng)，此式稱為廣義巴耳末公式紅外近紅外紅外四、原子光譜的特點(diǎn)科學(xué)家觀察了大量的原子光譜，發(fā)現(xiàn)每種原子都有自己特定的原子光譜不同原子，其原子光譜_我們可以通過_鑒別不同的原子，確定物體的化學(xué)組成并發(fā)現(xiàn)新元素下圖為幾種原子的光譜：分析光譜不相同對(duì)光譜的認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜如下圖：光譜是按光的波長(或頻率)和強(qiáng)度分布的光物質(zhì)的光譜按產(chǎn)生方式的不同，可分為發(fā)射光譜和吸收光譜發(fā)射光譜是物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和線狀光譜按波長(或頻率)順序連續(xù)分布的光帶(包含有從紅光到紫光各種色光的光譜)叫做連續(xù)光譜如下圖：熾

4、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)出的光都形成連續(xù)光譜只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)不同波長的光線狀光譜也稱明線光譜稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是線狀譜線狀譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜實(shí)踐證明，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，因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線如下圖：吸收光譜是高溫物體發(fā)出的光(其中包含連續(xù)分布的一切波長的光)通過物質(zhì)時(shí)，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的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發(fā)射光譜中的一條明線相對(duì)應(yīng)這表明，

5、低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線太陽的光譜是吸收光譜如下圖：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) （雙選下列關(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)出的光譜是連續(xù)光譜B各種原子的線狀譜中的明線和它的吸收譜中的暗線必定一一對(duì)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)出的白光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣可得到甲物質(zhì)的吸收光譜解析：各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一

6、條明線相對(duì)應(yīng)所以B選項(xiàng)對(duì)而氣體發(fā)光時(shí)，若是高壓氣體發(fā)光形成連續(xù)譜，若是稀薄氣體發(fā)光形成線狀譜，故C選項(xiàng)也不對(duì)甲物質(zhì)發(fā)出的白光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣后，看到乙物質(zhì)的吸收光譜，所以上述選項(xiàng)中A也正確而D不正確.答案：AB課堂訓(xùn)練1太陽光譜中有許多暗線，它們對(duì)應(yīng)某些元素的特征譜線產(chǎn)生這些譜線的原因是由于()A太陽表可大氣層中缺少相應(yīng)的元素B太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素D太陽內(nèi)部存在相應(yīng)的元素解析：由于對(duì)太陽光譜的成因認(rèn)識(shí)不清，易誤認(rèn)為暗線是由于太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素產(chǎn)生的，因此錯(cuò)誤地選擇了B，實(shí)際上太陽內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，它發(fā)出的連續(xù)光譜經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)產(chǎn)

7、生吸收光譜，我們通過對(duì)太陽光譜中暗線的分析，把它跟各種原子的特征譜線對(duì)照，就知道太陽大氣層中含有氫、氮、氦、碳、氧、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素因此正確選項(xiàng)為C.答案：C對(duì)氫原子光譜理解氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單瑞士的一位數(shù)學(xué)教師巴耳末通過分光鏡研究了氫原子光譜，發(fā)現(xiàn)四條光譜的波長可以用一個(gè)很簡單的數(shù)學(xué)公式表示，這個(gè)公式稱為巴耳末公式：式中常數(shù)R稱為里德伯常量對(duì)于氫原子，實(shí)驗(yàn)測(cè)得R的值為1.079107 m1.氫原子光譜的其他線系：萊曼系(在紫外區(qū))： （雙選關(guān)于巴耳末公式 R的理解，正確的選項(xiàng)是 ()A此公式是巴耳末在研究氫光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的B公式中n可取任意值，故氫光譜是連續(xù)譜C公式

8、中n只能取整數(shù)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解析：此公式是巴耳末在研究氫光譜在可見光區(qū)的14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(shù)，則不能取連續(xù)值，故氫原子光譜是線狀譜答案：AC課堂訓(xùn)練2對(duì)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(duì)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巴耳末確定了氫原子發(fā)光的一個(gè)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，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

9、，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正確答案：C1關(guān)于光譜，下列說法正確的是()A一切光源發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜B一切光源發(fā)出的光譜都是線狀譜C稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜D做光譜分析時(shí)，利用連續(xù)譜和線狀譜都可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成解析：由各種譜線的產(chǎn)生機(jī)理及區(qū)別得C正確答案：C基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)2對(duì)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(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

10、別物質(zhì)中含哪些元素解析：原子光譜為線狀譜；各種原子都有自己的特征譜線；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，由此知A、C、D說法正確，故選B.答案：B3以下說法正確的是()A進(jìn)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(diǎn)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)的低溫蒸氣取得的吸收光譜進(jìn)行分析D攝下月球的光譜可以分析出月球上有哪些元素解析：進(jìn)行光譜分析不能用連續(xù)光譜，只能用線狀光譜或吸收光譜；光譜分析的優(yōu)點(diǎn)是靈敏而迅速；分析某種物質(zhì)的組成，可用白光照射其低壓蒸氣產(chǎn)生的吸收光譜進(jìn)行；月球不能發(fā)光，它只能反射太陽光，故其光譜是太陽光譜，

11、不是月球的光譜，不能用來分析月球上的元素故答案為B.答案：B4下列說法不正確的是()A巴耳末線系光譜線的條數(shù)只有4條B巴耳末線系光譜線有無數(shù)多條C當(dāng)電子從n大于2的軌道躍遷到n等于2的軌道時(shí)，所得到的譜線都屬于巴耳末線系D巴耳末線系在可見光范圍內(nèi)只有4條解析：由巴耳末公式 知當(dāng)電子從n大于2的軌道躍遷到n等于2的軌道時(shí)，所得到的譜線都屬于巴耳末線系所得到的線系可以有無數(shù)條但在可見光區(qū)域只有4條光譜線故正確的是B、C、D.答案：A5氫原子光譜巴耳末系最小波長與最大波長之比為()6下列氫原子的線系中對(duì)波長最短波進(jìn)行比較，其值最小的是()A巴耳末系 B萊曼系C帕邢系 D布喇開系能力提升解析：根據(jù)公式 T(m)T(n)，mn當(dāng)m1，n2,3,4,5為萊曼系在紫外區(qū)當(dāng)m2，n3,4,5,6為巴耳末系在可見光區(qū)當(dāng)m3，n4,5,6為帕邢系在近紅外區(qū)當(dāng)m4，n5,6,7為布喇開系在紅外區(qū)從紅外區(qū)到紫外區(qū)，波長依次減小，所以波長最短的是萊曼系答案：B7（雙選關(guān)于巴耳末公式，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)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D巴耳末公式準(zhǔn)確反映了氫原子發(fā)光的實(shí)際，其波長的分立值并不是人為規(guī)定的解析：由于巴耳末是利用當(dāng)時(shí)已知的、在可見光區(qū)的14條譜線做了分析總結(jié)出來的巴耳末公式，并不是依據(jù)