3. 光谱 氢原子光谱（教学课件）物理教科版选择性必修第三册

Teaching 4.3 光谱 氢原子光谱 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 壹 素养目标 (1) 了解光谱、连续光谱和线状谱等概念，知道光谱分析的应用。 (2) 知道氢原子光谱的实验规律。 (3) 知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征。 conclusion 课堂导入 ONE 把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发其他颜色的光呢？ 课堂导入 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 知识点讲解 一、光谱的几种类型 1.光谱定义: 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。 知识点讲解 2.光谱分类：发射光谱和吸收光谱。 (1)、发射光谱 定义：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 分类：连续光谱和线状光谱（明线光谱）。 知识点讲解 ① 连续光谱 a.定义：由波长连续分布的光组成的连在一起的光带叫连续光谱。 c.产生：炽热的固体、液体及高压气体发射的光谱是连续光谱（如白炽灯丝、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱）。 b.特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的彩色光带。 即连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱。 炽热的固体 炽热的液体 高(气)压的气体 知识点讲解 ② 明线光谱 a.定义：只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。也叫线状（光）谱。 c.产生：明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。 b.特点：明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。 d.特征谱线：实验证明，各种原子发射的光谱都是线状谱。说明原子只能发出几种具有本身特征的特定频率的光，不同原子亮线的位置不同，因此这些亮线称为原子的特征谱线。 知识点讲解 （2）、吸收光谱 ① 定义：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。即连续光谱背景上出现的一些暗线。 ②各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应。实验表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗线与发射光谱中明线相对应，也是原子的特征谱线。 ③太阳的光谱是吸收光谱。 知识点讲解 知识点讲解 二、光谱分析的应用 1.光谱分析: 由于每一种元素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它的化学成分。这种方法叫做光谱分析。光谱分析法由基尔霍夫开创的。 同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，明线光谱和吸收光谱中的谱线都是原子的特征光谱，都可以用于光谱分析。 知识点讲解 3.光谱分析优点: 非常灵敏而且迅速。样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。 二、光谱分析的应用 2.光谱分析的应用: （1）鉴别物质和确定物质的组成成分。研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素。 （2）发现新元素 知识点讲解 光谱分析 由基尔霍夫开创的光谱分析方法对鉴别化学元素有着巨大的意义。许多化学元素，像艳、物、铊、铜、镓，都是在实验室里通过光语分析发现的。 光谱分析还为深入原子世界打开了道路。近代原子物理学正是从原子光谱的研究中开始的。 课堂检测 例1．(多选)下列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线状谱 B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续光谱 D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 BC 知识点讲解 三、氢原子光谱的实验规律 1.观测氢原子光谱： 氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。从氢气放电管可以获得氢原子光谱。 知识点讲解 2.氢原子的光谱： 可见光的波长范围： 4.0×10-7m～7.6×10-7m (400nm～760nm) （1）氢原子在可见光区有四条谱线。氢原子光谱呈现分立的明线条纹，在可见光区内，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。 （2）氢原子的谱线由不同色亮线组成，每种颜色对应着一种波长。 知识点讲解 3.巴耳末公式： 巴耳末公式： 里德伯常量 巴尔末在 1885 年将已发现的氢光谱的可见光部分的 4 条谱线的波长归纳为一个数学公式 式中的n 只能取整数，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。 知识点讲解 4.巴耳末公式扩展： 除了巴耳末系，后来发现的氢光谱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。 课堂检测 例2．下列说法中正确的是(　　) A.巴耳末公式所计算得出的波长与氢原子光谱中的波长是一一对应的关系 B.根据巴耳末公式不仅可以分析氢原子光谱,也可以分析其他原子的发光光谱 C.由巴耳末公式得到的波长都在可见光波段 D.氢原子光谱中有红外光区、可见光区和紫外光区 D 知识点讲解 四、经典理论的困难 矛盾一：无法解释原子的稳定性 矛盾二：无法解释原子光谱的分立性 核外电子绕核运动 辐射电磁波 事实上： 原子是稳定的 事实上：辐射电磁波频率只是某些确定值 电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 电子绕核转动的经典图景 conclusion 课堂检测 THREE 课堂检测 1.把光谱按形成原因划分，可分为哪两类?发射光谱按形状分布特点划分，可分为哪两类? 课堂检测 2.如图 4-3-10甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线,图乙为某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少哪一种元素? 课堂检测 3.观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是氢原子（ ） A.有时发光，有时不发光 B.只能发出平行光 C.辐射的光子能量是不连续的 D.发出的光互相干涉的结果 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 总结与归纳 二、氢原子光谱的实验规律 可见光区谱线规律——巴尔末公式 n=3、4、5... 三、经典理论的困难 经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的分立性 conclusion 课后作业 FOUR 课后作业 添加分层作业链接 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 $$