第4章 第3节 光谱与氢原子光谱-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第3节　光谱与氢原子光谱 【核心素养目标】 物理观念 通过对光谱线的分析，形成连续光谱、线状光谱和吸收光谱的概念。 科学思维 通过氢原子光谱分析，推断原子的内部结构。 科学探究 能查阅资料，提出与原子有关的物理问题。 科学态度与责任 认识物理模型的局限性，感受微观世界的魅力。 一、不同的光谱 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．光谱的分类 (1)连续光谱：包含有各种色光且连续分布的光谱称为连续光谱。 (2)线状光谱：有些光谱不连续，由一条条的亮线组成，称为线状光谱。这些亮线称为原子的特征谱线。 (3)吸收光谱：高温物体发出的包含连续分布的各种波长的光通过其他物质时，某些波长的光被该种物质吸收后，在连续光谱中相应波长的位置上便出现了暗线，这样的光谱称为吸收光谱。 3．光谱的应用：每种原子都有独自的特征谱线，人们利用特征谱线来鉴别物质或确定物质的化学组成，这种方法称为光谱分析。 二、氢原子光谱 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。 (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叫作里德伯常量，其值为R＝1.096 775 81×107 m－1。 1．判断正误 (1)线状光谱和连续光谱都可以用来鉴别物质。(　×　) (2)各种原子的发射光谱都是线状光谱，并且只能发出几种特定频率的光。(　√　) (3)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。(　√　) (4)氢原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的。(　√　) (5)由巴耳末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱。(　√　) (6)巴耳末公式中的n可取任意数值。(　×　) 2．链接实景 在节假日的夜晚，城市因霓虹灯的装点而变得美丽而庄重。想一想霓虹灯五光十色的原理。 提示：　各种气体原子的能级不同，跃迁时发射的光子的能量各异，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯。 学生用书第68页 知识点一　不同的光谱 如图所示为不同物体发出的不同光谱。 (1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？ (2)铁电极弧光的光谱、氢光谱、钡光谱的特征相同吗？ 提示：　(1)钨丝白炽灯的光谱是连在一起的光带，叫连续谱；其他三种光谱是一条条的亮线，叫线状谱。 (2)不同。 1．光谱的分类 发射 光谱 发光物体直接产生的光谱 连续光谱 特点 连续分布的包含从红光到紫光各种色光的光谱 产生 由炽热的固体、液体以及高压气体产生 线状光谱 特点 只含有一些不连续的亮线的光谱 产生 由稀薄气体或金属蒸气产生 吸收 光谱 高温物体发出的白光通过某种物质时，某些波长的光被该物质吸收后形成的光谱 特点 连续光谱的背景上出现一些暗线 产生 由炽热的物体发出的白光通过温度较低的气体后产生 与线状光 谱的关系 各种原子的吸收光谱的暗线和线状光谱的亮线相对应，即表明某种原子发出的光和吸收的光的频率是特定的，通常吸收光谱中的暗线比线状光谱中的亮线要少一些。这些亮线或暗线称为该原子的特征谱线。 2.线状光谱与连续光谱的不同之处 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，不同元素的光谱 一切波长的光都有 应用 可用于光谱分析 不能用于光谱分析 (多选)关于光谱，下列说法中正确的是(　　) A．进行光谱分析，可以用线状光谱，也可以用吸收光谱 B．光谱分析的优点是非常灵敏且迅速 C．使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气，取得吸收光谱，就可以对前者的化学组成进行分析 D．根据月球的光谱，可以分析出月球是由哪些元素组成的 AB　[光谱分析非常灵敏且迅速，由于每种元素都有自己的特征光谱，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学成分，所以光谱分析可以用线状光谱或者吸收光谱。一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得光谱，不能对前者的化学组成分析。月亮的光谱是太阳的反射光谱，故不能分析月球是由哪些元素组成的。故A、B正确，C、D错误。] 针对练1.(多选)关于光谱，下列说法正确的是(　　) A．炽热的液体发射连续光谱 B．发射光谱一定是连续光谱 C．线状光谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 D．霓虹灯发光形成的光谱是线状光谱 ACD　[炽热的液体发射的光谱为连续光谱，选项A正确；发射光谱可以是连续光谱也可以是线状光谱，选项B错误；线状光谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C正确；霓虹灯发出的光是原子受激发发出的，其光谱是线状光谱，选项D正确