《新设计物理选修3-3教科版讲义：第二章 原子结构2-3 Word版含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新设计物理选修3-3教科版讲义：第二章 原子结构2-3 Word版含答案（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3光谱氢原子光谱目标定位1.了解光谱、连续光谱、明线光谱等概念.2.了解光谱分析在科技与生活中的应用.3.知道氢原子光谱的实验规律.一、光谱与光谱分析1光谱(1)光谱：复色光通过棱镜分光后，分解为一系列单色光，而且按波长长短的顺序排列成一条光带，称为光谱(2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线，称为光谱线2光谱的类型(1)连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱(2)明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱不同原子的明线光谱是不同的(3)发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱，所以也称为发射光谱(4)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的
2、钠的蒸气，在连续谱的背景下有一些暗线，这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了光源中的一些特定频率的光而形成的谱线，称为吸收光谱(5)线状谱：发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线，称为线状谱它表示了原子光谱的特征，只有对于同一种原子，线状谱的位置才是相同的，这种谱线称为原子光谱3光谱分析的应用(1)光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”，用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子，含量的多少等，这种方法叫做光谱分析(2)光谱分析的特点：极为灵敏，它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取其内部信息(3)光谱分析的应用：利用光谱分析，可以发现许多元素，比如
3、准确地测出了太阳的元素组成，还可以在医学、食品检测等方面有重要应用想一想研究分析月亮的光谱，能否知道月球上含有哪些元素？答案不能，月亮不能自己发光，只能反射太阳的光，故其光谱是太阳光谱，研究分析月亮的光谱不能知道月球上含有哪些元素二、氢原子光谱的实验规律1巴耳末公式：RH(n3,4,5)，其中R叫做里德伯常量，数值为RH1.10107_m1.2红外区和紫外区：其谱线也都遵循与巴耳末公式类似的关系式预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3一、光谱和光谱分析1光谱分类(1)发射光谱物体直接发出的光通过分光后产生的光谱它分为连续谱和明线光谱(线状谱)连续谱由连续分布的一切波长
4、的光组成的光谱炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱线状谱只含有一些不连续的亮线的光谱各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同(2)吸收光谱高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线这些暗线与特征谱线相对应2光谱分析(1)由于每种原子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物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析(2)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱3太阳光谱的特点(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景
5、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【例1】(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是()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答案BD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针对训练1(多选)有关原子光谱下列说法正确的是()A原子光谱反映了原子的结构特征B氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的C太阳光谱是连续的D鉴别物质的成分可以
6、采用光谱分析答案ABD解析各原子光谱反映了它们各自的特征，所以A、B正确；太阳光谱是吸收光谱，它是不连续的光谱可以用来鉴别物质的组成C错误、D正确故正确答案为A、B、D.二、氢原子光谱的实验规律1氢原子的光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图1所示图12氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，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3巴耳末公式：(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：RH() n3,4,5该公式称为巴耳末公式(2)公式中只能取n3的整数，不能连续取值，波长是分立的值4其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满
7、足与巴耳末公式类似的关系式【例2】在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用赖曼系的公式R，n2,3,4，计算紫外线的最长波和最短波的波长答案1.21107 m9.10108 m解析根据赖曼系公式：RH，n2,3,4可得当n2时波长最长，其值为 m1.21107 m.当n时，波长最短，其值为 m9.10108 m.借题发挥在计算氢原子发出的某一线系的光的波长时，需首先明确为哪一线系，选用相应的公式R()，n的取值只能为整数且大于a.针对训练2(多选)下列关于巴耳末公式RH的理解，正确的是()A此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C公式中n
8、只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱答案AC解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱.光谱和光谱分析1(多选)关于太阳光谱，下列说法正确的是()A太阳光谱是吸收光谱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答案AB解析太阳光谱是吸收光谱因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低
9、的太阳大气层时，会被太阳大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，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故上述选项中正确的是A、B.2(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A原子光谱是不连续的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，所以各种原子的原子光谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案ACD解析原子光谱为线状谱
10、，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错、C对；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确氢原子光谱的实验规律3(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式RH()，n3,4,5，对此，下列说法正确的是()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答案CD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4根据巴耳末公式R，计算n3、4、5、6时的波长答案65
11、4.45 nm484.85 nm432.90 nm409.09 nm解析由巴耳末公式RH可得当n3时，1.10107 m10.152 8107 m1，故16.544 5107 m654.45 nm同理：当n4时，24.848 5107 m484.85 nm当n5时，34.329 0107 m432.90 nm当n6时，44.090 9107 m409.09 nm.(时间：60分钟)题组一光谱和光谱分析1白炽灯发光产生的光谱是()A连续光谱 B明线光谱C原子光谱 D吸收光谱答案A解析白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱2关于线状谱，下列说法中正确的是()A每种原子处在不同温度下发光
12、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解析每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，选项C正确3按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是()A线状谱 B连续谱C吸收光谱 D发射光谱答案B4对于光谱，下面的说法中正确的是()A大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱B线状谱是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，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，
13、故A错； B项是线状谱的特征，正确；太阳光在经过太阳大气层时某些光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，故太阳光谱是吸收谱，故C、D均错5太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于()A太阳表面大气层中缺少相应的元素B太阳内部缺少相应的元素C太阳表面大气层中存在着相应的元素D太阳内部存在着相应的元素答案C解析太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续光谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故C正确，A、B、D均错误6(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B霓虹灯与煤
14、气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分答案BC解析太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，选项A错误；月亮本身不发光，不能测定月球的成分，选项D错误7各种原子的光谱都是_，说明原子只发出几种特定频率的光不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是_的因些这些亮线称为原子的_答案线状谱不一样特征谱线题组二氢原子光谱及巴耳末公式的应用8下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B对，A、C错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强
