2-3 光谱 氢原子光谱-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

3　光谱　氢原子光谱 [目标定位]　1.了解光谱、连续光谱、明线光谱等概念.2.了解光谱分析在科技与生活中的应用.3.知道氢原子光谱的实验规律. 一、光谱与光谱分析 1．光谱 (1)光谱：复色光通过棱镜分光后，分解为一系列单色光，而且按波长长短的顺序排列成一条光带，称为光谱． (2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线，称为光谱线． 2．光谱的类型 (1)连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱． (2)明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱．不同原子的明线光谱是不同的． (3)发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱，所以也称为发射光谱． (4)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的钠的蒸气，在连续谱的背景下有一些暗线，这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了光源中的一些特定频率的光而形成的谱线，称为吸收光谱． (5)线状谱：发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线，称为线状谱．它表示了原子光谱的特征，只有对于同一种原子，线状谱的位置才是相同的，这种谱线称为原子光谱． 3．光谱分析的应用 (1)光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”，用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子，含量的多少等，这种方法叫做光谱分析． (2)光谱分析的特点：极为灵敏，它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取其内部信息． (3)光谱分析的应用：利用光谱分析，可以发现许多元素，比如准确地测出了太阳的元素组成，还可以在医学、食品检测等方面有重要应用． 想一想　研究分析月亮的光谱，能否知道月球上含有哪些元素？ 答案　不能，月亮不能自己发光，只能反射太阳的光，故其光谱是太阳光谱，研究分析月亮的光谱不能知道月球上含有哪些元素． 二、氢原子光谱的实验规律 1．巴耳末公式：(n＝3,4,5…)，其中R叫做里德伯常量，数值为RH＝1.10×107_m－1. ＝RH 2．红外区和紫外区：其谱线也都遵循与巴耳末公式类似的关系式． 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3 一、光谱和光谱分析[来源:学§科§网Z§X§X§K] 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[来源:学.科.网Z.X.X.K] (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)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱． 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1】　(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是(　　) A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱 B．霓虹灯产生的是线状谱 C．进行光谱分析时，只能用明线光谱 D．同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的 答案　BD[来源:学科网] 解析　太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱． 针对训练1　(多选)有关原子光谱下列说法正确的是(　　)[来源:Z&xx&k.Com] A．原子光谱反映了原子的结构特征 B．氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的 C．太阳光谱是连续的 D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析 答案　ABD 解析　各原子光谱反映了它们各自的特征，所以A、B正确；太阳光谱是吸收光谱，它是不连续的．光谱可以用来鉴别物质的组成．C错误、D正确．故正确答案为A、B、D. 二、氢原子光谱的实验规律 1．氢原子的光谱： 从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1所示． 图1 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． 3．巴耳末公式： (1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式： ) n＝3,4,5…该公式称为巴耳末公式． －＝RH( (2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值． 4．其他谱线：除了巴