3.3 氢原子光谱-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（粤教版选修3-5）

第三节　氢原子光谱 [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. 一、氢原子光谱的实验规律 [导学探究]　如图1所示为氢原子的光谱. 图1 (1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？ (2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？ 答案　(1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小. (2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式：＝R(－)，n＝3,4,5，… [知识梳理] 1.氢光谱的获得 在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱. 2.光谱的特点 (1)氢原子光谱在可见光区内有四条谱线，这些谱线是几条分立的亮线.[来源:学,科,网Z,X,X,K] (2)氢原子受激发只能发出几种特定频率的光. 3.氢原子光谱的实验规律 氢原子在可见光区的四条谱线的波长可用一个简单的公式——巴耳末公式表示：＝R(－)，n＝3,4,5,6…，式中的常数R称为里德伯常量. [即学即用]　判断下列说法的正误.[来源:Zxxk.Com] (1)某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，称为原子光谱.(　√　) (2)符合巴耳末公式的谱线既有可见光也有紫外光.(　√　) (3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数.(　×　) 二、氢原子光谱的其他线系 自从发现巴耳末系后，人们又在紫外区、红外区及近红外区发现了氢原子的其他线系，分别是莱曼系、帕邢系、布喇开系、普丰德系，这些线系统一的公式为：＝R，式中m、n均为正整数，且n>m，此式称为广义巴耳末公式，也可以表示为＝T(m)－T(n)，式中T(m)＝，T(n)＝称为光谱项. 三、原子光谱 1.原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱称为原子光谱. 2.每种原子都有自己特定的原子光谱，不同的原子，其原子光谱均不相同. 3.通过对光谱的分析可鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素. [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)各种原子的发射光谱都是连续谱.(　×　) (2)不同原子的发光频率是不一样的.(　√　) (3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质.(　×　) 一、氢原子光谱的实验规律 例1　(多选)下列关于巴耳末公式＝R的理解，正确的是(　　) A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的 B.公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C.公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D.公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析 答案　AC 解析　此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对. 针对训练1　氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　由巴耳末公式＝R　n＝3,4,5，… 当n→∞时，有最小波长λ1，＝R， 当n＝3时，有最大波长λ2，＝R，得＝. 二、光谱和光谱分析 1.光谱分类 (1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱.它分为连续谱和明线光谱(线状谱). ①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱.炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱. ②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱.各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱.每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同. (2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱.这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线.这些暗线与特征谱线相对应. 2.光谱分析 (1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱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. (2)应用：a.鉴别物体的物质成分.b.发现新元素. (3)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱. (4)优点：灵敏度高，鉴别物质的最低含量达10－10 g. 3.太阳光谱的特点 (1)太阳光谱的特点：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)产生原因：当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光. 例2　(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是(　　)[来源:Zxxk.Com] 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，不能用连续谱 D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 答案　BC 解析　太阳光谱中的暗线