《【新步步高】2015-2016学年高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱导学案 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【新步步高】2015-2016学年高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱导学案 新人教版选修3-5（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、【新步步高】2015-2016学年高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱导学案 新人教版选修3-5 3 氢原子光谱 目标定位 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.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难 一、光谱和光谱分析 问题设计 根据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？ 答案 根据经典电磁理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子光谱应该是连续的，而实际上看到的原子的光谱总是分立的线状谱 要点提炼 1光谱的定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录
2、，即光谱 2 3.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 (2)产生原因：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，这就形成了连续谱背景下的暗线 4光谱分析 1 由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析 (1)优点：灵敏度高，样本中一种元素的含量达到1010 g时就可以被检测到 (2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物体的物质成分 (3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱 二、氢原子光谱的实验规律 1巴耳末公式 11171R(，n3,4,5，式中R叫做
3、里德伯常量，实验值为R1.1010 m. 2n1(1)公式特点：第一项都是2； 2(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征 2其他公式 氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的关系式如莱曼系在紫外光区， 1?11公式为R?22，其中n2,3,4， ?1n? 三、经典理论的困难 1核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了粒子散射实验 2困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征 一、光谱和光谱分析 例1 关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )
4、 A太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱 B霓虹灯产生的是线状谱 C进行光谱分析时，只能用明线光谱 D同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的 解析 太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱 答案 BD 例2 关于太阳光谱，下列说法正确的是( ) A太阳光谱是吸收光谱 2 B太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成 D根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素 解析 太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较 低的太阳大气层时，会被太阳大
5、气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成 答案 AB 二、氢原子光谱的实验规律 111例3 巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式R(22)，n3,4,5，对此，下2n列说法正确的是( ) A巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式 D巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确 答案 CD 例4
6、 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) 5472A. 9999 1?11?解析 由巴耳末公式R?22? n3,4,5， ?2n? 11当n时，有最小波长1，R 12115?11?当n3时，有最大波长2，R?22?，得2?23?29 答案 A 3 1(光谱和光谱分析)对原子光谱，下列说法正确的是( ) A原子光谱是连续的 B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C各种原子的原子结构不同，但各种原子的原子光谱可能是相同的 D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 答案 D 解析 原子光谱为线状谱，A错误；各种原子都有自己的特征谱线，故B、C均错误；据各
7、种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确 2(光谱和光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是( ) A利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分 B利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分 C高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 D我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成 答案 B 解析 由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误；某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；高温物体发出的光通过
8、其它物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关，C错误；月亮反射到地面的光是太阳光，D错误 3(氢原子光谱的实验规律)下列说法正确的是( ) A所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 B巴耳末公式中的n可以连续取值 4 C巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分 D氢原子光谱是线状谱的一个例证 答案 D 4(氢原子光谱的实验规律)氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公11171式为R (22)，n4,5,6，R1.1010 m.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，3n 试求n6时，对应的波长为多大？ 答案 1.0910 m 111解析 由
9、帕邢系的公式R(22)， 3n 当n6时，得1.0910 m. 66 题组一 光谱和光谱分析 1关于光谱，下列说法正确的是( ) A炽热的液体发射连续谱 B发射光谱一定是连续谱 C线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 D霓虹灯发光形成的光谱是线状谱 答案 ACD 解析 炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项A正确发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，所以选项B错误线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，所以选项C正确霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，所以选项D正确 2白炽灯发光产生的光谱是( ) A连续谱 B明线光谱 C原子光谱 D吸收光谱 答案 A 解析 白炽灯发光是灯丝在
10、炽热状态下发出的光，是连续谱 3下列关于光谱的说法正确的是( ) A炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱 B各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的 5 C气体发出的光只能产生线状谱 D甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱 答案 AB 解析 吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的，所以B正确而气体发光时，若是高压气体发光则形成连续谱，若是稀薄气体发光则形成线状谱，故A正确，C错误甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，D错误 4关于光谱，下列说法中正确的是( ) A大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱
11、B线状谱由不连续的若干波长的光所组成 C太阳光谱是连续谱 D太阳光谱是线状谱 答案 B 解析 原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论有多少，其发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错误；由线状谱的特征知，B正确；太阳光谱是吸收光谱，C、D错误 5关于物质的吸收光谱和线状谱之间的关系，下列说法中正确的是( ) A吸收光谱和线状谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B同种物质吸收光谱中的暗线跟它线状谱中的明线相对应 C线状谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应 D线状谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成 答案 BD 解析 线状谱与吸收光谱都是原子的特
12、征谱线，但是线状谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C错误；线状谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D正确；同种物质吸收光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，B正确，A错误 6对于线状谱，下列说法中正确的是( ) A每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B每种原子处在不同的物质中的线状谱不同 C每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同 D两种不同的原子发光的线状谱可能相同 答案 C 7如图1甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以 6 了解该矿物中缺乏的是( ) 图1 Aa元素 Bb元素 Cc元素 Dd元素 答案 BD 解析 将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照
13、 题组二 氢原子光谱的实验规律 8下列对于巴耳末公式的说法正确的是( ) A所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应 B巴耳末公式只确定了氢原子发光中可见光部分的光的波长 C巴耳末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光 D巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长 答案 C 解析 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其 他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确 9下列说法不正确的是( ) A巴耳末系光谱线的条数只有4条 B巴耳末系光谱线有无数条 C巴耳末系中既有可见光，又有紫外光 D巴耳末系在可见光范围内只有4条 答案 A 解析 巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域故B、C、D正确，A错误 10氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次
