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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-5 原子结构原子结构第十八章第十八章第三节氢原子光谱第三节氢原子光谱 第十八章第十八章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课课 时时 作作 业业6学习目标定位学习目标定位 了解光谱的定义与分类了解光谱的定义与分类理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系了解经典原子理论的困难了解经典原子理论的困难课堂情景切入课堂情景切入早早在在17世世纪纪，牛牛顿顿就
2、就发发现现了了日日光光通通过过三三棱棱镜镜后后的的色色散散现现象象，并并把把实实验验中中得得到到的的彩彩色色光光带带叫叫做做光光谱谱，如如图图所所示示。你你知知道道光光谱谱是如何产生的吗？是如何产生的吗？知识自主梳理知识自主梳理1.定义定义用用光光栅栅或或棱棱镜镜可可以以把把各各种种颜颜色色的的光光按按_展展开开，获获得得_(频率频率)和强度分布的记录，即光谱。和强度分布的记录，即光谱。2分类分类(1)线状谱：由线状谱：由_组成的光谱。组成的光谱。(2)连续谱：由连续谱：由_的光带组成的光谱。的光带组成的光谱。光谱光谱 波长波长光的波长光的波长一条条的亮线一条条的亮线连在一起连在一起3特征谱线
3、特征谱线各各种种原原子子的的发发射射光光谱谱都都是是_，且且不不同同原原子子的的亮亮线线位位置置_，故这些亮线称为原子的，故这些亮线称为原子的_谱线。谱线。4光谱光析光谱光析由由于于每每种种原原子子都都有有自自己己的的_，可可以以利利用用它它来来鉴鉴别别_和和确确定定物物质质的的_，这这种种方方法法称称为为光光谱谱分分析析，它它的的优优点点是是_高高，样样本本中中一一种种元元素素的的含含量量达达到到_时时就可以被检测到。就可以被检测到。线状谱线状谱不同不同特征特征特征谱线特征谱线物质物质组成成分组成成分灵敏度灵敏度氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律 电子电子原子结构原子结构分立分立1.核
4、式结构模型的成就核式结构模型的成就正正 确确 地地 指指 出出 了了 _的的 存存 在在 ， 很很 好好 的的 解解 释释 了了_。2经典理论的困难经典理论的困难经经典典物物理理学学既既无无法法解解释释原原子子的的_又又无无法法解解释释原原子子光光谱的谱的_。经典理论的困难经典理论的困难 原子核原子核粒子散射实验粒子散射实验稳定性稳定性分立特征分立特征重点难点突破重点难点突破一、光谱一、光谱1光谱的分类光谱的分类2太阳光谱太阳光谱(1)太太阳阳光光谱谱的的特特点点：在在连连续续谱谱的的背背景景上上出出现现一一些些不不连连续续的的暗线，是一种吸收光谱。暗线，是一种吸收光谱。(2)对对太太阳阳光光
5、谱谱的的解解释释：阳阳光光中中含含有有各各种种颜颜色色的的光光，但但当当阳阳光光透透过过太太阳阳的的高高层层大大气气射射向向地地球球时时，太太阳阳高高层层大大气气中中含含有有的的元元素素会会吸吸收收它它自自己己特特征征谱谱线线的的光光，然然后后再再向向四四面面八八方方发发射射出出去去，到到达达地地球球的的这这些些谱谱线线看看起起来来就就暗暗了了，这这就就形形成成了了连连续续谱谱背背景景下下的暗线。的暗线。3光谱分析光谱分析这这种种方方法法的的优优点点是是非非常常灵灵敏敏而而且且迅迅速速。某某种种元元素素在在物物质质中中的的含含量量达达1010克克，就就可可以以从从光光谱谱中中发发现现它它的的特
6、特征征谱谱线线将将其其检检查查出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用：出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用：(1)检查物质的纯度。检查物质的纯度。(2)鉴别和发现元素。鉴别和发现元素。(3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。特别提醒：特别提醒：光光谱谱分分析析可可以以使使用用发发射射光光谱谱中中的的线线状状谱谱，也也可可以以使使用用吸吸收收光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？答答案案：不不
7、能能。月月球球不不能能发发光光，它它只只能能反反射射太太阳阳光光，故故其其光光谱谱是是太太阳阳的的光光谱谱，对对月月光光进进行行光光谱谱分分析析确确定定的的并并非非月月球球的的组组成成成分。成分。二、氢原子光谱的实验规律二、氢原子光谱的实验规律1氢原子光谱实验氢原子光谱实验在在充充有有稀稀薄薄氢氢气气的的放放电电管管两两极极间间加加上上2kV3kV的的高高压压，使使氢氢气气放放电电，氢氢原原子子在在电电场场的的激激发发下下发发光光，通通过过分分光光镜镜观观察察氢氢原子的光谱。原子的光谱。(实验装置如图所示实验装置如图所示)下列说法正确的是下列说法正确的是()A所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公
8、式求出所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B据据巴巴耳耳末末公公式式可可知知，只只要要n取取不不同同的的值值，氢氢原原子子光光谱谱的谱线可以有无数条的谱线可以有无数条C巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分D氢原子光谱是线状谱的一个例证氢原子光谱是线状谱的一个例证答案：答案：CD解解析析：氢氢原原子子光光谱谱包包括括：巴巴耳耳末末系系、赖赖曼曼系系、帕帕邢邢系系等等，其中巴耳末系只是其中的可见光部分。其中巴耳末系只是其中的可见光部分。三、经典理论的困难三、经典理论的困难1按按经经典典电电磁磁理理论论，电电子子绕绕核核转转动动具具有有加加速速度度，加加速速运运动
9、动着着的的电电荷荷(电电子子)要要向向周周围围空空间间辐辐射射电电磁磁波波，电电磁磁波波频频率率等等于于电电子子绕绕核核旋旋转转的的频频率率，随随着着不不断断地地向向外外辐辐射射能能量量，原原子子系系统统的的能能量量逐逐渐渐减减少少，电电子子运运动动的的轨轨道道半半径径也也越越来来越越小小，绕绕核核旋旋转转的的频频率率连连续续增增大大，电电子子辐辐射射的的电电磁磁波波频频率率也也在在连连续续地地变变化化，因因而而所呈现的光谱应为连续光谱。所呈现的光谱应为连续光谱。2由由于于电电子子绕绕核核运运动动时时不不断断向向外外辐辐射射电电磁磁波波，电电子子能能量量不不断断减减少少，电电子子将将逐逐渐渐接
10、接近近原原子子核核，最最后后落落于于核核上上，这这样样，原原子应是一个不稳定系统。子应是一个不稳定系统。3据据经经典典理理论论，以以上上推推理理都都是是正正确确的的，但但推推出出的的结结果果与与现现实实不不相相符符，说说明明经经典典理理论论可可以以很很好好地地应应用用于于宏宏观观物物体体，但但不不能用于解释原子世界的现象。能用于解释原子世界的现象。考点题型设计考点题型设计 下下列列关关于于光光谱谱和和光光谱谱分分析析的的说说法中，正确的是法中，正确的是()A太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B煤煤气气灯灯火火焰焰中中燃燃烧烧的的钠钠蒸蒸气气或或霓霓虹虹灯灯产产生生的的
11、光光谱谱都都是是线状谱线状谱C进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱进行光谱分析时，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我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分光谱和光谱分析光谱和光谱分析 解解析析：太太阳阳光光谱谱中中的的暗暗线线是是太太阳阳发发出出的的连连续续光光谱谱经经过过太太阳阳大大气气层层时时产产生生的的吸吸收收光光谱谱，正正是是太太阳阳发发出出的的光光谱谱被被太太阳阳大大气气层层中中存存在在的的对对应应元元素素吸吸收收所所致致，白白炽炽灯灯发发出出的的是是连连续续光光谱谱，A项项错错误误；月月球球本本身身不不会会发发光光，靠靠反反射射太太阳阳光光才才
12、能能使使我我们们看看到到它它，所所以以不不能能通通过过光光谱谱分分析析鉴鉴别别月月球球的的物物质质成成分分，D项项错错误误；光光谱谱分分析析只只能能是是线线状状谱谱和和吸吸收收光光谱谱，连连续续光光谱谱是是不不能能用用来来做做光光谱谱分分析析的的，所所以以C项项正正确确；煤煤气气灯灯火火焰焰中中燃燃烧烧的的钠钠蒸蒸气气或或霓霓虹虹灯灯都都是是稀稀薄薄气气体体发发出出的的光光，产产生生的的光光谱谱都都是是线线状状谱谱，B项项正正确确。故故选选BC。答案：答案：BC如如图图甲甲所所示示是是a、b、c、d四四种种元元素素的的线线状状谱谱，图图乙乙是是某某矿矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺
13、乏的是物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是()Aa元素元素Bb元素元素Cc元素元素Dd元素元素答案：答案：BD解解析析：把把矿矿物物的的线线状状谱谱与与几几种种元元素素的的特特征征谱谱线线进进行行对对照照，b、d元素的谱线在该线状谱中不存在，故元素的谱线在该线状谱中不存在，故B、D正确。正确。 在在可可见见光光范范围围内内波波长长最最长长的的2条条谱谱线线所所对对应应的的n和和它它们们的的波波长长各各是是多多少少？氢氢原原子子光光谱谱有有什什么么特特点？点？氢原子光谱氢原子光谱 答案：答案：AC解解析析：巴巴耳耳末末公公式式是是分分析析氢氢原原子子的的谱谱线线得得到到的的一一个个公公式式，它它只只反反映映氢氢原原子子谱谱线线的的一一个个线线系系，故故A对对D错错；公公式式中中的的n只只能能取不小于取不小于3的正整数，的正整数，B错错C对。对。
