【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-5）：第三章 第三节 氢原子光谱（39张ppt）

课件39张PPT。第三节　氢原子光谱1．了解氢原子光谱的不连续性及各个线系．
2．知道每种原子都有其特定的原子光谱．
3．了解光谱分析在科学技术中的应用．“谱”的含义是指按照事物的类别或系统编排的记录，做菜有菜谱，家族有族谱．某些原子和气体通电后可发光产生光谱，那么最简单的原子光谱是什么光谱，它有哪些应用？一、原子光谱
某种原子的气体通电后可以发光并产生______________，这种光谱被称为原子光谱．原子光谱是了解原子性质的最重要的直接证据．
二、巴耳末系
1．分光镜
分光镜是一种用于观察物质光谱的仪器，其原理是利用不同频率的光折射角不同，将复色光分解成若干个单色光．其构造如图所示：固定不变的光谱A为平行光管，由两部分组成，一端有狭缝S，另一端有凸透镜L1，它与狭缝的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线，射到三棱镜P上．三棱镜P通过色散将不同颜色的光分开．
通过望远镜筒B可以观察光谱，在MN上放上底片还可以拍摄光谱，管C在目镜中有一标尺，以便对光谱进行定量研究．2．观察氢光谱
(1)实验装置图，如图所示：(2)氢原子光谱图，如图所示：3．巴耳末公式
瑞士的一位数学教师巴耳末通过分光镜研究了氢原子光谱，发现四条光谱的波长可以用一个很简单的数学公式表示，这个公式称为巴耳末公式：
________________，n＝3,4,5…
式中常数R称为______________常量，对于氢原子，实验测得R的值为1.097×107 m－1.
三、氢原子光谱的其他线系
莱曼系(在____________区)：里德伯紫外统一的公式表示为：____________________________
式中_____________________称为光谱项，此式称为广义巴耳末公式．　　红外　近红外红外四、原子光谱的特点
科学家观察了大量的原子光谱，发现每种原子都有自己特定的原子光谱．不同原子，其原子光谱________．我们可以通过____________鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素．下图为几种原子的光谱：　分析光谱不相同对光谱的认识早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱．如图所示：光谱是按光的波长(或频率)和强度分布的光．物质的光谱按产生方式的不同，可分为发射光谱和吸收光谱．
发射光谱是物体发光直接产生的光谱．发射光谱可分为两类：连续光谱和线状光谱．
按波长(或频率)顺序连续分布的光带(包含有从红光到紫光各种色光的光谱)叫做连续光谱．如图所示：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱．例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱．
只含有一些不连续的亮线的光谱．光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光．线状光谱也称明线光谱．
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱．线状谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱．实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线．如图所示：吸收光谱是高温物体发出的光(其中包含连续分布的一切波长的光)通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱．
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应．这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光．因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线．太阳的光谱是吸收光谱．如图所示：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的化学组成．这种方法叫做光谱分析．
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构． （双选）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谱是连续光谱
B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应
C．气体发出的光只能产生线状谱
D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱解析：各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应．所以B选项对．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C选项也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，看到乙物质的吸收光谱，所以上述选项中A也正确．而D不正确.
答案：AB课堂训练1．太阳光谱中有许多暗线，它们对应某些元素的特征谱线．产生这些谱线的原因是由于(　　)
A．太阳表可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．太阳内部存在相应的元素解析：由于对太阳光谱的成因认识不清，易误认为暗线是由于太阳内部缺少相应的元素产生的，因此错误地选择了B，实际上太阳内部进行着激烈的热核反应，它发出的连续光谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱，我们通过对太阳光谱中暗线的分析，把它跟各种原子的特征谱线对照，就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、氧、镁、硅、钙、钠等几十种元素．因此正确选项为C.
答案：C对氢原子光谱理解氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单．瑞士的一位数学教师巴耳末通过分光镜研究了氢原子光谱，发现四条光谱的波长可以用一个很简单的数学公式表示，这个公式称为巴耳末公式：式中常数R称为里德伯常量．对于氢原子，实验测得R的值为1.079×107 m－1.
氢原子光谱的其他线系：
莱曼系(在紫外区)： （双选）关于巴耳末公式 ＝R的理解，正确的是 (　　)
A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的
B．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱
C．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱
D．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱解析：此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．
答案：AC课堂训练2．对于巴耳末公式下列说法正确的是(　　)
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的可见光部分的光的波长
C．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，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．
答案：C1．关于光谱，下列说法正确的是(　　)
A．一切光源发出的光谱都是连续谱
B．一切光源发出的光谱都是线状谱
C．稀薄气体发出的光谱是线状谱
D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：由各种谱线的产生机理及区别得C正确．
答案：C基础达标2．对原子光谱，下列说法不正确的是(　　)
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解析：原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，由此知A、C、D说法正确，故选B.
答案：B3．以下说法正确的是(　　)
A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱
B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
C．分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得的吸收光谱进行分析
D．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素解析：进行光谱分析不能用连续光谱，只能用线状光谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸气产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素．故答案为B.
答案：B4．下列说法不正确的是(　　)
A．巴耳末线系光谱线的条数只有4条
B．巴耳末线系光谱线有无数多条
C．当电子从n大于2的轨道跃迁到n等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系
D．巴耳末线系在可见光范围内只有4条解析：由巴耳末公式 知当电子从n大于2的轨道跃迁到n等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系．所得到的线系可以有无数条．但在可见光区域只有4条光谱线．故正确的是B、C、D.
答案：A5．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(　　)6．下列氢原子的线系中对波长最短波进行比较，其值最小的是(　　)
A．巴耳末系 B．莱曼系
C．帕邢系 D．布喇开系能力提升解析：根据公式 ＝T(m)－T(n)，m当m＝1，n＝2,3,4,5…为莱曼系[在紫外区]
当m＝2，n＝3,4,5,6…为巴耳末系[在可见光区]
当m＝3，n＝4,5,6…为帕邢系[在近红外区]
当m＝4，n＝5,6,7…为布喇开系[在红外区]
从红外区到紫外区，波长依次减小，所以波长最短的是莱曼系．
答案：B7．（双选）关于巴耳末公式，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实际，其波长的分立值并不是人为规定的解析：由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线做了分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知C、D正确．
答案：CD8．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为 ，n＝4,5,6，…，R＝1.10×107 m－1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：
(1)n＝6时，对应的波长；
(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n＝6时，传播频率为多大？感谢您的使用，退出请按ESC键本小节结束