4.3 光谱 氢原子光谱 课件-2026-2027学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

第四章　原子结构 光谱 氢原子光谱 2 知道什么是光谱分析，了解光谱分析的应用 1 知道光谱及光谱的分类，知道发射光谱和吸收光谱，知道线状谱和连续光谱的区别 难点 3 知道氢原子光谱的规律 重点 光谱　光谱的几种类型 一 1.使用分光镜观察白炽灯泡发出强光的光谱。观察到什么现象？ 连续的彩色光带 2.使用分光镜，观察不同原子（氢、汞、氖）的光谱。观察到什么现象？ 较暗的连续光谱的背景上出现一些分立的彩色亮线 3.用弧光灯发出白光，照射钠蒸气，用分光镜观察通过钠蒸气后的强光。观察到什么现象？ 在较强的连续光谱的背景上有一些分立的暗线。 1.定义：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 2.光谱的几种类型 光谱 明线光谱 连续光谱 线状谱、原子光谱 吸收光谱 发射光谱 (1)发射光谱 定义：由发光物质所发的光直接产生的光谱。 连续光谱 明线光谱 分类： 由波长连续分布的光组成的连续的彩色光带 定义 由炽热的固体、液体以及高压气体产生 产生 定义 不连续的、分立的彩色亮线组成的光谱 产生 由稀薄气体或金属蒸气产生 白光通过温度较低气体，在连续光谱的背景上出现一些分立的暗线。 (2)吸收光谱(暗线光谱)： (3)线状谱： 对于某一原子，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： 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光谱，即原子光谱。 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 3.光谱分析的应用 (1)光谱分析：利用原子光谱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。 (2)优点： 光谱分析极为灵敏，精确度高 在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取信息。 (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。 夫琅禾费线 结合教材并查找资料，说明太阳光谱是什么光谱？通过分析太阳光谱是否可以知道太阳大气层中存在的元素？ 答案　太阳光谱是吸收光谱，研究太阳光谱发现了太阳大气层中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素。 讨论交流 (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.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.进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续光谱 √ 例题 原子为什么会发光呢？ 原子内部电子的运动是原子发光的原因。 光谱是探索原子结构的一条重要途径。氢原子是最简单的原子，光谱也最简单。 氢原子光谱 二 氢原子光谱的实验规律 氢原子光谱具有什么特点？ 从右至左，相邻谱线间的距离越来越小。 氢原子的光谱 氢原子光谱的实验规律满足 巴耳末 巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的 线状光谱的特征。 =RH()(n=3，4，5，6) 式中为里德伯常量，=1.10× 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。 可见光区 广义巴尔末公式 除了巴尔末系，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，…)。 根据卢瑟福的核式结构模型和经典电磁理论，电子绕核运动所辐射的电磁波频率应当是连续频谱。但是实际观察到的几条不连续的亮线，其原因是什么？ 答案　氢原子辐射光子能量是不连续的。 讨论交流 2.(多选)下列关于巴尔末公式=RH(-)的理解，正确的是 A.巴尔末系的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光谱 C.公式中n只能取大于或等于3的整数，故氢原子光谱是线状谱 D.在巴尔末系中n值越大，对应的波长λ越短 √ √ 例题 3.巴尔末通过对氢原子光谱的研究总结出巴尔末公式=RH(-)，式中n=3，4，5，6。后人把可用该公式描述的谱线系称为巴尔末系，氢原子 光谱的巴尔末系中波长最长的光波的光子频率为ν1，其次为ν2，则为 A. B. C. D. √ 光谱 氢原子光谱 一 光谱 二 氢原子光谱 1．定义 2．分类 3．应用：光谱分析 以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征 发射光谱 原子光谱 线状谱 吸收光谱 太阳光谱是吸收光谱，这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，所以A错误； 霓虹灯呈稀薄气体状态，因此光谱是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，所以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，所以C正确； 光谱分析中只能用线状谱，所以D错误。 此公式是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，n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。 谱线的波长满足公式=RH(-)(n=3，4，5，6)，当n=3时，波长最长，=RH(-)，当n=4时，波长次之，=RH(-=，由c=λν得==，故A正确，B、C、D错误。 Keep thinking Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $