第4章 第3节 光谱与氢原子光谱（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件围绕光与原子光谱展开，涵盖光谱定义、分类（连续谱、线状谱）、特征谱线、光谱分析及氢原子光谱规律等核心知识点，通过牛顿色散实验情境导入，以问题链衔接连续谱与线状谱产生条件等内容，构建从基础概念到具体应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过观察不同气体发光实验现象、表格对比光谱类型（产生条件、形式、应用）培养模型建构能力，知识辨析纠正错误认知（如发射光谱非连续谱）。助力学生深化物理观念，教师可高效开展结构化教学。

1.光谱的定义: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)连续谱:包含有各种色光且连续分布的光谱。 (2)线状谱:由一条条的亮线组成的光谱。 3.特征谱线 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。 4.光谱分析 利用原子的特征谱线来鉴别物质或确定物质的化学组成。 第3节　光谱与氢原子光谱 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 不同的光谱 第4章　原子结构 高中同步 1.氢原子光谱的实验规律 (1)实验原理:给气体放电管两端接上高电压,管内气体就会发光。 (2)实验装置 知识点 1 知识点 2 氢原子光谱 第4章　原子结构 高中同步 (3)实验过程 不同放电管内充有不同物质的稀薄气体。当感应圈给放电管两端加上高电压,管内气体分子 在强电场作用下发生电离就会发光。将金属导杆分别接触不同放电管的上端,观察并比较其 发光情况。 (4)实验现象:不同物质的稀薄气体发出光的颜色不同。 2.氢原子光谱的特点 (1)如图所示,氢原子在可见光区域的光谱线,由具有确定波长的谱线Hα~Hδ组成。这几个波长 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。 第4章　原子结构 高中同步 (2)从长波到短波,Hα~Hδ两相邻光谱线的距离越来越小,表现出明显的规律性。 3.巴耳末公式  =R (n=3,4,5,6,…),其中R称为里德伯常量,R=1.096 775 81×107 m-1。 第4章　原子结构 高中同步 1.各种原子的发射光谱都是连续谱。 (　    ) 各种原子的发射光谱都是线状光谱。 2.线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质。 (　    ) 只有线状谱有特征谱线,可以用来鉴别物质。 3.氢原子光谱是不连续的,是由若干种不同频率的光组成的。 (　    )   4.由于不同元素的原子结构不同,所以不同元素的原子光谱也不相同。 (　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ ✕ √ √ 第4章　原子结构 高中同步 　　早在17世纪,牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象,并把实验中得到的彩色光带 称为光谱。 疑难 情境破 疑难1 光谱分类和光谱分析 情境探究 第4章　原子结构 高中同步 问题1 什么情况下可以产生连续谱? 提示    炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱。 问题2 什么情况下可以产生线状谱?为什么说线状谱的谱线也叫原子的特征谱线? 提示    稀薄气体或金属蒸气的发射光谱是线状谱,也叫原子光谱。实践证明,原子不同,发射 的线状谱也不同,每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光,因此线状谱的谱线也叫 原子的特征谱线。 提示 提示 第4章　原子结构 高中同步 问题3 什么是光谱分析? 提示    每种原子都有自己的特征谱线,因此可以利用它来鉴别物质和确定物质的化学组成, 这种方法叫作光谱分析。 提示 第4章　原子结构 高中同步 1.几种光谱的比较 讲解分析 　　比较 光谱　     产生条件 光谱形式 应用     稀薄气体发光形成的 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   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 第4章　原子结构 高中同步 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 第4章　原子结构 高中同步 2.太阳光谱 (1)太阳光谱的特点:在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线,是一种吸收光谱(如图所示)。   (2)对太阳光谱的解释:阳光中含有各种颜色的光,但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时, 太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光,然后再向四面八方发射出去,到达 地球的这些谱线看起来就暗了,这就形成了明亮背景下的暗线。 3.光谱分析 (1)优点:灵敏度高,分析物质的最低含量达10-10 g。 (2)应用:①应用光谱分析发现新元素。 ②鉴别物体的物质成分。 ③应用光谱分析鉴定食品优劣。 第4章　原子结构 高中同步 1.氢原子光谱的特点及规律 (1)氢光谱 (2)巴耳末公式  =R (n=3,4,5,6,…)式中n只能取整数,最小值为3,里德伯常量R=1.096 775 81×107 m-1 。 讲解分析 疑难2 氢原子光谱的规律和应用 第4章　原子结构 高中同步 (3)规律 ①氢原子光谱可见光区中的四条谱线都属于巴耳末系; ②在巴耳末系中,n值越大,对应的波长λ越短,即n=3时,对应的波长最长; ③除了巴耳末系,氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关 系式。 2.巴耳末公式的应用方法及注意问题 (1)巴耳末公式反映了氢原子发光的规律特征,但不能描述其他原子。 (2)公式中n只能取整数,不能取连续值,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,但对于紫外区的某些谱线也适用。 (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。 第4章　原子结构 高中同步 $