高中物理选择性必修三 同步导学案 4.4.1 氢原子光谱和玻尔的原子模型

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4.4.1 氢原子光谱和玻尔的原子模型
一、自主学习
（一）光谱
1.定义
用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按_______展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
2.分类
(1)线状谱：由_________组成的光谱。
(2)连续谱：由_______的光带组成的光谱。
3.特征谱线
气体中中性原子的发光光谱都是_______，且不同原子的亮线位置_______，故这些亮线称为原子的_______谱线。
（二）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______________。
2.经典理论的困难：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。
二、课堂探究
[情景设问]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
（一）光谱
[讨论]观察下列过程，总结光谱的概念。
光谱的形成
结论1：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长（频率）展开，获得波长（频率）和强度分布的记录，即__________。
[讨论]光谱可以根据什么进行分类呢？
几种光谱
结论2：
发射光谱：由______直接产生的光谱；
吸收光谱：炽热的白光通过温度较低的物质气体时，某些波长的光被____________后产生的光谱。
发射光谱根据特点的不同，又有不同的分类。
[讨论]观察下面这一光谱，尝试总结其特点。
结论3：连续光谱
形式：__________分布，一切波长的光都有
产生：__________的固体、液体和高压气体发光形成
[讨论]观察下面这一光谱，尝试总结其特点。
结论4：线状谱(原子光谱)
形式：一些__________的明线组成，不同元素的明线光谱不同
产生：__________气体发光形成的光谱
[讨论]观察不同分子的光谱，你能得出什么结论？
结论5：气体中中性原子的发光光谱都是__________谱，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不一样的，因此，这些亮线称为原子的__________谱线。
[情景设问]X射线照射可以判断越王勾践宝剑的成分，这是根据什么来判断的？
结论6：每种原子都有自己的特征谱线，我们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__________。
[思考]光谱分析有哪些优点？
结论7：光谱分析非常__________。
[思考]你知道光谱分析有哪些应用吗？
结论8：检查物质________、发现________和研究天体的________组成。
（二）氢原子光谱的实验规律
[讨论]氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单，试分析其特点。
氢原子的光谱
结论9：
氢原子的光谱的特点：光谱是__________的亮线（只含几种特定频率的光）
可见光区
结论10：
__________系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公式：
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
结论11：
__________区：莱曼线系
__________区还有三个线系:
帕邢系
布喇开系
普丰特系
（三）经典理论的困难
[思考]卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了 α 粒子散射实验，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。
电子绕核转动的经典图景
结论12：
矛盾一：无法解释原子的__________性。
矛盾二：无法解释原子光谱的__________性。
三、典题精讲
【例题1】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．进行光谱分析时，只能用明线光谱
C．对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成
D．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线
【例题2】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，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱
4、核心素养专练
1．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式(n=3,4,5,…),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.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的所有情况,其波长的分立值并不是人为规定的
2．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
3．下列说法中正确的是(　　)
A.巴耳末公式所计算得出的波长与氢原子光谱中的波长是一一对应的关系
B.根据巴耳末公式不仅可以分析氢原子光谱,也可以分析其他原子的发光光谱
C.由巴耳末公式得到的波长都在可见光波段
D.氢原子光谱中有红外光区、可见光区和紫外光区
4.下列关于光谱的说法中正确的是（　　）
A．通常用光栅或棱镜来观察物体发光产生的光谱
B．可以利用光谱分析来鉴定物质的成分，但其灵敏度相对较低
C．所有元素产生的线状谱都是相同的
D．线状谱中的亮线反映了原子的特征
5.经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是（　　）
A．亮线光谱 B．连续光谱 C．吸收光谱 D．发射光谱
6.利用氢气光谱管发光，可以产生氢的线状谱，这些谱线的产生是由于（　　）
A．大量氢原子处于不同的激发状态，从而辐射不同频率的光子
B．大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子
C．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子
D．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子
7.不同元素都有自己独特的光谱线，这是因为各元素的（　　）
A．原子序数不同 B．原子质量数不同
C．激发源能量不同 D．原子能级不同
8．许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是（　　）
A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
C．利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生衍射
D．明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分
9.同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是_________。
10.氢原子光谱的实验规律
（1）研究光谱的意义：光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索_________的重要途径。
（2）巴耳末公式：从氢气放电管可以得到氢原子光谱，在可见光区的氢光谱符合巴耳末公式，用波长的倒数写出的公式为_________。式中的R为里德伯常量，实验测得的值为R=1.10×107m-1．可以看出，n只能取整数，不能连续取值，波长也只能是分立的值。
（3）其他线系：除了巴耳末线系，发现氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
参考答案
自主学习
（1）波长 一条条的亮线 连在一起 线状谱 不同 特征
（2）α粒子散射实验
课堂探究
结论1：光谱
结论2：发光体 物质吸收
结论3：连续 炽热
结论4：不连续 稀薄
结论5：线状 特征
结论6：光谱分析
结论7：灵敏、迅速
结论8：纯度 新元素 化学
结论:9：分立
结论10：巴耳末
结论11：紫外线 红外
结论12：稳定 分立
典题精讲
【例题1】D
【例题2】C
核心素养专练
1.C
2.B
3.D
4.A
5.B
6.B
7.D
8.D
9.相对应的
10.（1）原子结构；　（2）1/λ＝R(1/22 1/n2)，n=3，4，5…
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