4.3 光谱　氢原子光谱 课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

3 光谱 氢原子光谱 第四章 原子结构 High school physics 知道什么是光谱分析，了解光谱分析的应用。 知道光谱及光谱的分类，知道发射光谱和吸收光谱，线状谱和连续光谱的区别。 02 01 重点 知道氢原子光谱的规律。 03 难点 光谱 光谱的几种类型 01 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？ 公司logo 公司logo 情境导入 复色光经过分光镜后，分解为一系列单色光，而且按波长的顺序排列成一条光带，称为光谱。 光谱 公司logo 公司logo 要点归纳 连续光谱 【点击图片 播放视频】 连续光谱 1、发射光谱 光谱的几种类型 发射光谱：由发光物质所发的光直接产生的光谱。 ①连续光谱：由波长连续分布的光组成的连续的彩色光带，称为连续光谱。 光谱的几种类型 明线光谱 【点击图片 播放视频】 明线光谱 1、发射光谱 ②明线光谱：由不连续的、分立的彩色亮线组成的光谱，称为明线光谱。 光谱的几种类型 炽热的固体、液体及高压气体发光产生的光谱一般为连续光谱；稀薄气体发光产生的光谱多为明线光谱。 炽热的液体 高(气)压的气体 炽热的固体 明线光谱的产生： 2、吸收光谱 【点击图片 播放视频】 吸收光谱 光谱的几种类型 吸收光谱：白光通过温度较低的气体，会在连续光谱的背景上出现一些分立的暗线，这类光谱称为吸收光谱，也称暗线光谱。 吸收光谱 (3)线状谱：对于某一种原子，发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线，称为线状谱。 (4)原子光谱： 光谱的几种类型 ①同一种原子发射光谱中的明线与吸收光谱中暗线的位置是相同的，称为这种原子的特征谱线，这样的光谱称为原子光谱。 ②不同原子的特征光谱不同，它只决定于原子的内部结构。 光谱分析的应用 (1)利用原子光谱可以来鉴别物质的化学组成中是否存在某种元素、含量有多少等，这种方法叫作光谱分析。 (2)优点： ①光谱分析极为灵敏，它的精确度远高于化学分析和其他分析手段。 ②在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取其内部信息。 (3)光谱分析在考古学、医学、空气质量和环境污染探测、天文学研究中有重要应用。 光谱分析的应用 文物年代检测 分析药物成分 分析外星大气成分 阅读课本“课外阅览”，思考： (1)太阳光谱有什么特点？ 答案　在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线。 (2)太阳光谱产生的原因是什么？ 答案　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弱了，这就形成了明亮背景下的暗线。 公司logo 公司logo 讨论交流 (3)太阳光谱属于哪类光谱？ 答案　吸收光谱。 (1)吸收光谱与明线光谱都是连续光谱。(　　) (2)可以利用连续光谱进行光谱分析。(　　) (3)吸收光谱与明线光谱产生方法相同，同种原子发射光谱中的明线与吸收光谱中的暗线位置是重合的。(　　) × × × 辨析 1.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连续谱 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 √ 例题 太阳光谱中的暗线是太阳发出的光经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是某些特定频率的光被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，A错误； 煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B错误； 月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D错误； 光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，C正确。 2.关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法正确的是 A.吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B.吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合 C.明线光谱与吸收光谱都是连续光谱 D.明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成 √ 吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，同种物质吸收光谱中的暗线与明线光谱中的明线相对应，A、B错误； 对于某一种原子，明线光谱和吸收光谱都是线状谱，C错误； 明线光谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，用来鉴别物质和确定化学组成，D正确。 例题 氢原子光谱 02 如图所示为氢原子光谱的片段 仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？ 答案　从右至左，相邻谱线间的距离越来越小。 公司logo 公司logo 情境导入 1.原子内部电子的运动是原子发光的原因。因此光谱是探索原子结构的一条重要途径。 2.巴耳末公式 氢原子光谱 (1)氢原子光谱在可见光范围内，存在4条分立的谱线，巴尔末将氢光谱的可见光部分的4条谱线的波长归纳得到巴尔末公式 公司logo 公司logo 要点归纳 公式中RH叫作里德伯常量，实验测得RH＝1.10×107 m-1 氢原子光谱 ＝RH()(n＝3，4，5，6) 巴耳末公式 公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值。 氢原子光谱 除了巴尔末系，氢原子光谱在紫外区和红外区的其他谱线也都满足与巴尔末公式类似的关系式，称为广义巴尔末公式，其为＝RH() (m＝1，2，3，…；n＝m＋1，m＋2，m＋3，…)。 3.广义巴尔末公式 3.(多选)关于巴尔末公式，下列说法正确的是 A.巴尔末依据原子的核式结构理论总结出巴尔末公式 B.巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性 C.巴尔末依据氢原子光谱的分析总结出巴尔末公式 D.巴尔末公式准确反映了氢原子发光的实际情况，其波长的分立值并不 是人为规定的 √ √ 例题 巴尔末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线进行分析总结出巴尔末公式的，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，巴尔末公式反映了氢原子光谱在可见光区的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知C、D正确。 4.已知巴尔末公式 =R∞(-)，则在巴尔末系中 A.n值越大，对应的频率ν越大 B.n值越大，对应的波长λ越长 C.n值越大，对应的光子能量ε越小 D.n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 √ 由巴尔末公式可见n值越大，对应的光子波长越短，由公式ε=hν，c=λν可知光子波长越短，频率越大，对应的能量越大，故A正确，B、C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，故D错误。 例题 光谱氢原子光谱 光谱 氢原子光谱 分类 原子光谱 光谱分析 吸收光谱 发射光谱 连续光谱 明线状谱 巴耳末公式：=R∞-n=3，4，5，…) 氢原子吸收光谱 氢原子发射光谱 广义巴耳末公式：＝RH() (m＝1，2，3，…；n＝m＋1，m＋2，m＋3，…)。 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $