4.3 光谱 氢原子光谱 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

3．光谱 氢原子光谱 ★课标解析 1．课标内容要求。 通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 2．课标内容解析。 本节是在了解光谱、连续谱、线状谱的概念后（可以补充光谱的分类），进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。在此，教科书给出了巴尔末公式。应该明确，该公式的出现不是为了让学生练习计算，而是与前面学习碰撞的意图一样，目的是从公式看出物理量之间的关系、物理量变化的趋势，即巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子辐射波长的分立特征，同时也为下一节氢原子能量的分立性做了铺垫。 ★教学目标 （一）物理观念： （1）了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 （2）知道氢原子光谱的实验规律。 （3）知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征。 （二）科学思维 让学生进一步体会物理规律是在接受实践检验的过程中不断地发展和完善的。 1．初步了解光谱的定义，知道光谱的几种类型。了解光谱分析的应用。初步了解氢原子光谱。 2．通过教科书设置的几个“活动”，基于实际的经验事实，能分析概括出连续光谱等概念。 3．初步学会用分光镜来观察光谱线。通过观察、研究、运用等方法来探究光谱。 4．通过对光谱的研究，认识到科学研究的坎坷。在对光谱的研究过程中，进一步体会物理规律是在科学检验的过程中不断发展和完善起来的。 （三）科学探究 遵循基本思路“观察（探究）→思维（研究）→迁移（运用）”，从而认识和感受科学发展与进步的坎坷。 （四） 科学态度 在师生共同创设的丰富多彩的教学情境下，在行为上“动手做、动眼看、动耳听、动笔写、动脑思”，全身心地投入学习过程，最终完成体验性课程。 ★教学准备 1．本节教学用1课时。 2．多媒体使用建议。 PPT课件、电脑投影。 3．教学顺序。 （1）认识光谱的几种类型。 （2）了解光谱分析的应用。 （3）认识氢原子光谱。 ★教学过程 1．引入主题。 汤姆孙通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质比。根据α粒子的散射实验，卢瑟福提出原子具有核式结构。但电子在原子核的周围怎样运动？它的能量怎样变化？ 光谱和光谱分析是科学家认识原子的一种常见方法。通过玻璃棱镜将太阳光分解成从红光到紫光的各种颜色的光谱，就是对光谱最早的研究。 2．光谱的几种类型。 活动1：组织学生阅读教科书相应内容，然后说出光谱线的区别，并对光谱线进行分类。 活动2：指导学生阅读教科书中关于光谱类型的内容，回答以下问题。 （1）光谱的定义。 （2）光谱的分类。 （3）发射光谱的定义。 （4）连续谱的定义。 （5）线状谱的定义。 （6）吸收光谱的定义。 学生回答问题，教师总结点评。 （1）光谱是用光栅或棱镜把各种颜色的光按波长展开，获得按波长（或频率）和强度分布的记录，有时只是波长成分的记录。有些光谱是一条条的亮线，我们把它们叫谱线。 （2）连续光谱：由波长连续的光组成的彩色光带叫连续光谱，白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。 （3）明线光谱（原子光谱）：只含有一些不连续的亮线的光谱叫明线光谱，明线光谱中各条谱线对应不同波长的光，稀薄气体或金属蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱。各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，故明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。 （4）吸收光谱：高温物体发出的白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫吸收光谱。太阳的光谱是吸收光谱。 3．光谱分析。 原子光谱是原子的“指纹”，可以鉴别物质的化学组成及含量。光谱分析不破坏、不接触研究对象，又极具灵敏的特点是光谱分析得以应用的关键。光谱分析在化学、材料科学、宇宙形成及生命起源的研究、医学、食品工业和环境保护等方面都有广泛的应用。 举例如下。 4．氢原子光谱。 活动3：观察氢原子光谱实验。 活动4：阅读教科书相关内容，思考巴尔末公式及其意义。 教师点评、总结。 5．经典理论的困难。 无法解释原子的稳定性，也无法解释原子光谱的分立特征。 6．课堂练习。 结合教科书中“自我评价”中的题目对本节内容进行练习。 7．课堂小结。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$