第3节 光谱与氢原子光谱（教学课件）物理鲁科版选择性必修第三册

4.3 光谱与氢原子光谱 壹 素养目标 (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。 (3)知道巴耳末公式及里德伯常量。 (4)能用巴耳末公式分析氢原子光谱，了解光谱分析在科技生活中的应用。 conclusion 课堂导入 ONE 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)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？ 提示：(1)钨丝白炽灯的光谱是连续的，中间没有暗线或亮线。而其他三种光谱是由一些不连续的亮线组成的。 (2)这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同。 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 TWO 知识点一 光谱 1.定义 复色光通过棱镜或光栅后，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.光谱的类型 (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：有些光谱不是连续的，而是由一条条的亮线组成，这种光谱称为线状光谱。 (3)发射光谱：物体自身发光形成的光谱称为发射光谱，发射光谱又分为连续光谱和线状光谱。 (4)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.几种光谱的比较 比较 光谱　 产生条件 光谱形式 应用 线状谱 稀薄气体发光形成的光谱 一些不连续的亮线组成，不同元素的亮线光谱不同(又叫特征谱线) 可用于光谱分析 连续谱 炽热的固体、液体和高压气体发光形成的 连续分布，一切波长的光都有 不能用于光谱分析 吸收光谱 炽热的物体发出的白光通过温度较低的气体后，再色散形成的 用分光镜观察时，见到连续谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应) 可用于光谱分析 4.光谱分析 原子的发射光谱都是线状光谱，这些亮线称为原子的特征谱线。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。 知识点二　氢原子光谱 1.氢原子光谱的特点 (1)Hα～Hδ的这n个波长数值构成了氢原子的“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两相邻光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 其中R叫作里德伯常量，其值为 R＝1.096 775 81×107 m－1。 巴耳末公式的应用方法及注意问题 ①巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子。 ②公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也是分立的值。 ③公式是在对可见光区的四条谱线分析时总结出的，在紫外区的谱线也适用。 ④应用时熟记公式，当n取不同值时求出一一对应的波长λ。 (n＝3，4，5，…) conclusion 课堂检测 THREE 1.关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是(　　)A.太阳光谱是连续光谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成B.霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状光谱C.强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱D.进行光谱分析，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱 解析：选C。太阳光谱是吸收光谱，是由于太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，A错误；霓虹灯发出的光的光谱为线状光谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，B错误；强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时，某些频率的光被吸收，形成吸收光谱，C正确；发射光谱可以分为连续光谱和线状光谱，而光谱分析中只能用线状光谱和吸收光谱，因为它们都具备特征谱线，D错误。 2.关于光谱和光谱分析的说法，正确的是(　　)A.太阳光谱和白炽灯光谱都是发射光谱B.冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱C.光谱都可以用于物质成分的分析D.分析恒星的光谱，可以确定该恒星大气中的化学成分 解析：选D。太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱和铁水的光谱都是连续谱，故A错误；炽热的铁水的光谱是连续谱，故B错误；线状谱、吸收光谱的暗线和亮线都与某一元素对应，可用于分析物质的成分，连续谱不能用于光谱分析，故C错误；分析恒星光谱中的暗线，与已知元素的特征光谱相比较，可以分析恒星大气中含有的化学成分，故D正确。 3.(多选)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都是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C.进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D.观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成 解析:选BC。太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，A错误；煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱是线状谱，B正确；进行光谱分析时，要利用原子的特征谱线即线状谱，不能用连续谱，C正确；由于月亮自身不会发光，只是反射了太阳光，因此无法用光谱分析确定月亮的化学组成，D错误。 4.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(　　) conclusion 总结与归纳 THREE 总结与归纳 一、光谱 1.光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长展开，获得波长和强度分布的记录。 2.光谱的分类 ②线状谱：光谱是一条条分立的亮线。 ①连续谱：光谱是连在一起的光带。 3.特征谱线： 每种原子只能发出具有本身特征的某些频率的光 4.光谱分析： 鉴别物质和确定物质的组成成分，发现新元素 二、氢原子光谱的实验规律 可见光区谱线规律——巴尔末公式 conclusion 课后作业 FOUR 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时得到的，A错误；公式中n只能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错误，C正确；根据公式可知，n值越大，对应的波长λ越短，D正确。 2.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谱C.进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱D.观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成 解析：选B。太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱。由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成，B正确。 3.(多选)下列说法中正确的是(　　)A.炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B.各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C.气体发出的光只能产生明线光谱D.在一定条件下气体也可以产生连续光谱 解析：选AD。据连续光谱的产生知A正确；吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，B错误；气体发光，若为高压气体则产生吸收光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱，C错误，D正确。 4.(多选)关于光谱，下面说法正确的是 (　　) A.炽热的固体发射线状光谱 B.太阳光谱中的暗线说明太阳外层大气上含有与这些暗线相应的元素 C.连续光谱和吸收光谱都可用于分析物质成分 D.光谱分析帮助人们发现了若干新元素 解析：炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱，故A错误；太阳光谱是吸收光谱，太阳光谱的暗线说明太阳周围的大气层中含有与这些暗线相对应的元素，而不是太阳内部含有的，因为太阳发出的光的光谱本应该是连续光谱，有些光被低温物质吸收了，因而出现了暗线，故B正确；连续光谱不能用于分析物质成分，而吸收光谱可用于分析物质成分，故C错误；人们通过光谱分析发现了若干新元素，如铯、铷、铊、铟、镓等，故D正确。 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 解析：由巴耳末公式eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))　n＝3，4，5，…， 当n＝3时，有最大波长λ2，eq \f(1,λ2)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))，得eq \f(λ1,λ2)＝eq \f(5,9)。 A.eq \f(5,9) B.eq \f(4,9) C.eq \f(7,9) D.eq \f(2,9) 当n→∞时，有最小波长λ1，eq \f(1,λ1)＝Req \f(1,22)， 1. (多选)下列关于巴耳末公式eq \f(1,λ)＝R(eq \f(1,22)－eq \f(1,n2))的理解，正确的是(　　) A.巴耳末系的4条谱线位于红外区 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.在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短 $$