1、返回目录 原子结构 第十八章 返回目录 第3节 氢原子光谱返回目录 学习目标 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别 2.能记住氢原子光谱的实验规律 3.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难 返回目录 课前 教材预案课堂 深度拓展课末 随堂演练课后 限时作业返回目录 1按照光的_(频率)和强度分布的展开排列的记录，即光谱2分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫_，这样的光谱叫_.有的光谱不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，这样的光谱叫做_要点一 光谱波长 课前教材预案谱线 线状谱 连续谱 返回目录 3特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发
2、出几种_的光不同原子发射的 线 状 谱 的 亮 线 位 置 不 同，说 明 不 同 原 子 的_是不一样的，因此这些_称为原子的特征谱线4光谱分析：利用原子的_来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析特定频率 发光频率 亮线 特征谱线 返回目录 1氢原子光谱的实验规律(1)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索_的重要途径原子结构 要点二 氢原子光谱的实验规律与经典理论的困难返回目录(2)巴耳末公式：1_(n3,4,5，)，式中R叫里德伯常量，其值为R1.10107 m1(3)巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的_特征R122 1
3、n2分立 返回目录 2经典理论的困难(1)核式结构模型的成就：正确地指出了_的存在，很好地解释了_实验(2)困 难：经 典 物 理 学 既 无 法 解 释 原 子 的_，又无法解释原子光谱的_原子核 粒子散射 稳定性 分立特征 返回目录 问题与思考1判断下列说法的正误(1)连续谱是由各种不同频率的光组成的各种颜色的光带()(2)我们能用连续谱来鉴定物质的组成成分()(3)研究线状谱是探究原子结构的一条重要途径()返回目录 答案(1)连续谱是连续在一起的光带，光带中各种颜色的光波长不同，频率不同，(1)正确(2)连续谱不是原子的特征谱线，无法鉴定物质，(2)错误(3)线状谱是原子的特征谱线，不同
4、的原子发光频率不同，线状谱的亮线位置不同，故线状谱是探究原子结构的一条重要途径，(3)正确返回目录 2摄下月球的光谱，能否分析月球上有哪些元素？答案 不能月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素返回目录 3原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾给予我们什么启示？答案 这些矛盾的存在，不仅表明这一模型还不完善，而且还预示着对原子世界需要有一个不同于经典物理学的理论返回目录 课堂深度拓展考点一 光谱和光谱分析1光谱的分类(1)线状谱：光谱由一条条的亮线(谱线)组成由稀薄气体或金属蒸气产生的光谱为线状谱，各种原子的发射光谱都是线状谱返回目录(2)连
5、续谱：由连在一起的光带组成由炽热的固体、液体及高压气体发光产生的光谱，为连在一起的光带，我们把它叫做连续谱返回目录 2太阳光谱(1)特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱(2)解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线返回目录 3光谱分析(1)特征谱线：不同元素的谱线不同，亮线位置不同，故线状谱的亮线称为原子的特征谱线(2)每种原子都有自己的特征谱线，根据原子的特征谱线分析鉴别物质和确定其组成成分叫光谱分析光谱分析具
6、有很高的灵敏度，样本中元素含量达1010 g就可以被检测到返回目录 4应用(1)应用光谱分析发现新元素(2)鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素(3)应用光谱分析鉴定食品优劣返回目录 关于原子光谱的两点提醒(1)每种原子都有其特定的原子谱线，该谱线与原子所处状态无关(2)由于每种原子的线状谱与吸收谱一一对应，光谱分析中既可以用线状谱，也可用吸收谱返回目录【例题1】(多选)关于太阳光谱，下列说法正确的是()A太阳光谱是吸收光谱B太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D根据太
7、阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素返回目录 答案 AB 解析 太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，故选项A、B正确返回目录 分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观测到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项C、D错误返回目录【变式1】(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法正确的是()A太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气
8、或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱D我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分返回目录 答案 BC 解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，选项A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；返回目录 光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，选项C正确；煤气灯火焰中燃烧时钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，选项B正确返回目录 1氢原子的光谱从
9、氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示考点二 氢原子光谱及其特点返回目录 2氢原子光谱的特点在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，该公式称为巴耳末公式：1R122 1n2(n3,4,5,6，)返回目录(1)公式中n只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值(2)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式如莱曼系在紫外光区，公式为 1 R112 1n2(n2,3，4，)返回目录 巴耳末公式的使用方法及注意问题(1)使用方法 在巴耳末公式中有三个量，、R、n
10、只要知道其中的两个量，就能求第三个量 公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值返回目录(2)注意问题 巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子 公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的，在紫外光区的谱线也适用返回目录【例题2】已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线H的波长为656.5 nm(普朗克常量h6.6310 34Js，真空中的光速c3108 ms1)，求：(1)试推算里德伯常量的值；(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量返回目录 解析(1)巴耳末系中第一条谱线为 n3 时，即11R122 132，R36511.097107 m1(2)巴 耳
11、 末 系 中 第 四 条 谱 线 对 应 n 6，则 14 R122 162，返回目录 43681.097107 m4.102107 m410.2 nm，hh c44.851019 J答案(1)1.097107 m 1(2)4.102107 m(或410.2 nm)4.851019 J返回目录【变式2】(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式 1 R122 1n2(n3,4,5，)，对此，下列说法正确的是()A巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性返回目录 C巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立
12、值并不是人为规定的答案 CD 解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的；氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确返回目录 1下列关于光谱的说法正确的是()A炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱B各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应课末随堂演练返回目录 C气体发出的光只能产生线状谱D甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案 A 返回目录 解析 由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些，选项B错误而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，选项C错误甲物质发出的白
13、光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，选项D错误，A正确返回目录 2对于巴耳末公式，下列说法正确的是()A所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长答案 C 返回目录 解析 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，选项A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，选项B错误，C正确返回目录
14、 3关于光谱，下列说法正确的是()A日光灯产生的光谱是连续光谱B太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分D连续光谱是不能用来作光谱分析的答案 D 返回目录 解析 日光灯是低压水银蒸气导电发光，产生明线光谱，选项A错误太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳中存在的某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收，选项B错误返回目录 月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析月球的物质成分，选项C错误光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来作光谱分析的，选项D正确返回目录
15、 4氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A59B49 C79D29答案 A 返回目录 解析 由巴耳末公式1R122 1n2，n3,4,5，当n时，有最小波长1，11R 122，当n3时，有最大波长2，12 R122 132，得 12 59返回目录 5氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中莱曼系的表达式为 1 R112 1n2(n2,3，)，试求莱曼系中波长最长的波对应的频率(里德伯常量R1.10107 m1，真空中光速c3.0108ms1)返回目录 解析 对于莱曼系，当n2时对应光的波长最长11R112 122 34R，波长1的光对应的频率为1 c134Rc2.4751015 Hz答案 2.4751015 Hz返回目录 课后限时作业
