(教用word)第4章 第3节 光谱与氢原子光谱-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

第3节　光谱与氢原子光谱 学业要求＋核心素养 1．知道什么是光谱，能说出连续光谱和线状光谱的区别。(物理观念) 2．能掌握氢原子光谱的实验规律。(科学思维) 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。(科学态度与责任) 一、不同的光谱 1．基础梳理 (1)光谱：当复色光经过棱镜或光栅后，被色散开的单色光按波长(或频率)大小依次排列的图案，称为光谱。 (2)线状光谱：由一条条的亮线组成的光谱。 (3)连续光谱：由连在一起的光带组成的光谱。 (4)光谱分析：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分。 2．尝试探究 某种元素的原子光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线具有什么关系？太阳光谱是在连续光谱的背景下出现一些不连续的暗线，利用太阳光谱能分析得出太阳内部含有哪些元素吗？ 提示：某种元素的原子光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线具有一一对应关系。不能分析得出太阳内部含有的元素，只能分析太阳大气层中含有的元素。 二、氢原子光谱 1．基础梳理 (1)氢原子光谱的特点 ①从红外区到紫外区呈现多条具有确定波长的谱线；Hα～Hδ的这n个波长数值成了氢原子的“印记”，不论是何种化合物的光谱，只要它里面含有这些波长的光谱线，就能断定这种化合物里一定含有氢。 ②从长波到短波，Hα～Hδ等谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。 (2)巴耳末公式 ＝R(n＝3,4,5，…)，其中R称为里德伯常量，数值为R＝1.096 775 81×107 m－1。 2．尝试探究 氢原子光谱有什么特征，不同区域的特征光谱满足的规律是否相同？ 提示：氢原子光谱是分立的线状光谱。它在可见光区的谱线满足巴耳末公式，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。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)各种原子的发射光谱都是连续光谱。 (　×　) (2)不同原子的发光频率是不一样的。 (　√　) (3)线状光谱和连续光谱都可以用来鉴别物质。 (　×　) (4)氢原子光谱是利用氢气放电管获得的。 (　√　) (5)由巴耳末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱。 (　√　) (6)在巴耳末公式中，n值越大，氢光谱的波长越长。 (　×　) 2．(多选)关于物质的吸收光谱和线状光谱之间的关系，下列说法正确的是(　　) A．吸收光谱和线状光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B．同种物质吸收光谱中的暗线跟它线状光谱中的明线相对应 C．线状光谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应 D．线状光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成 BD　解析：线状光谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是线状光谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，选项C错误；线状光谱和吸收光谱都可以用于光谱分析，选项D正确；同种物质吸收光谱中的暗线与它线状光谱中的明线相对应，选项B正确，选项A错误。 3．(多选)如图甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状光谱，图乙是某矿物的线状光谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是(　　) A．a元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素 BD　解析：将图甲中的线状光谱与图乙中的谱线相对照可知，该矿物中存在a、c元素，缺乏b、d元素。 4．(多选)要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是　(　　) A．使固体钠在空气中燃烧 B．将固体钠高温加热成稀薄的钠蒸气 C．使炽热固体发出的白光通过低温的钠蒸气 D．使炽热固体发出的白光通过高温的钠蒸气 BC　解析：炽热固体发出的是连续光谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，选项A错误；稀薄气体发光产生线状光谱，选项B正确；强烈的白光通过低温的钠蒸气时，某些波长的光被吸收，产生钠的吸收光谱，选项C正确，选项D错误。 5．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线的波长为λ1，其次为λ2，求 的值等于多少？ 解析：由巴耳末公式可得＝R ＝R 所以＝＝。 答案： 　 　　　光谱与光谱分析 关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是(　　) A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状光谱 B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状光谱 C．进行光谱分析时，可以利用线状光谱，也可用连续光谱 D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成 B　解析：太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，选项A错误；霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气属于稀薄气体发光，是线状光谱，选项B正确；进行光谱分析可以用线状光谱而不能用连续光谱，选项C错误；月亮是反射的太阳光，它的光谱是太阳光谱，选项D错误。 1．光谱的分类 2．线状光谱和连续光谱的不同之处 项目 线状光谱 连续光谱 形状特征 一条条分立的谱线 连在一起的光带 组成 某些特定频率的谱线，不同的元素线状谱线不同 一切波长的光都有 应用 可用