自我小测
1关于光谱和光谱分析的下列说法中，正确的是( )
A．日光灯产生的光谱是连续光谱
B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素
C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
D．连续光谱是不能用来作光谱分析的
2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光谱
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
3有关氢原子光谱的说法正确的是( )
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
4如图甲所示的abcd为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )
A．a元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素
5如图所示分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S进入平行光管，那么在光屏MN上的P处是______光，Q处是______光、R处是______光。
6氢原子的谱线系间接地反映了__________。
7在①白炽灯、②蜡烛、③霓虹灯、④酒精灯火焰中烧钠或钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有__________，能产生明线光谱的有____________。
8在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出____________条不同频率的谱线。
9试从原子核式结构出发，解释氢原子光谱。
10已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz，今用一群n＝4的激发态的氢原子的发射光谱照射钠，试通过计算说明，氢光谱中有几条谱线可使钠发生光电效应？(1 eV＝1.6×10－19 J)
参考答案
1解析：日光灯是低压水银蒸气导电发光，产生明线光谱，故A不正确；太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳中存在的某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收，故B也不正确；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析月球的物质成分，C是错误的；光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以D正确。
答案：D
2解析：由于通常看到的吸收盘中的暗线比线状光谱中的明线要少一些，所以B不对；而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C也不对；甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，故D不对；所以只有A正确。
答案：A
3答案：BC
4解析：由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确。与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素。
答案：B
5解析：分光镜是根据光的色散现象制成的，复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小。
答案：见解析
6解析：由于光谱是原子受激发而发出的，不同原子受激发，发出的光谱不同，所以氢原子谱线系间接反映了氢原子的内部结构。
答案：氢原子的内部结构
7解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱；蜡烛是光学反应，燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱；在酒精灯火焰上烧钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱。
答案：①和② ③和④
8答案：6
9解析：根据卢瑟福提出的核式结构，带负电的电子在核外空间运动，由于电子绕核旋转，当原子受到激发发光时，其自身能量会减少，轨道半径会减小，最终会落到核上，因此这种核式结构是不稳定的，与实际情况不符，可见卢瑟福模型不能解释氢原子光谱的谱线结构。
答案：卢瑟福的核式结构模型不能解释氢原子光谱的谱线结构，可见此模型与实际情况不符。
10解析：钠的逸出功W＝hν＝6.63×10－34×6.00×1014 J＝2.49 eV
氢原子n＝1至n＝4的能量级：
n＝1，E1＝－13.6 eV
n＝2，E2＝＝－3.4 eV
n＝3，E3＝＝－1.51 eV
n＝4，E4＝＝－0.85 eV
由n＝4跃迁到n＝1放出的光子的能量：
E4,1＝－0.85 eV－(－13.6) eV＝12.75 eV＞2.49 eV
同理，E3,1＝－1.51 eV－(－13.6) eV＝12.09 eV＞2.49 eV
E2,1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV＞2.49 eV
E4,2＝－0.85 eV－(－3.4) eV＝2.55 eV＞2.49 eV
E3,2＝－1.51 eV－(－3.4) eV＝1.89 eV＜2.49 eV
E4,3＝－0.85 eV－(－1.51) eV＝0.66 eV＜2.49 eV
所以，处于n＝4的激发态的氢原子的光谱中，只有E4,1、E3,1、E2,1、E4,2四条谱线可使钠发生光电效应。
答案：四条
课件27张PPT。
3.4 光谱分析在科学技术中的应用第3章 原子世界探秘[学习目标]
1.了解各种光谱及其特点.
2.知道光谱分析及其重要应用.知识探究
新知探究 点点落实题型探究
重点难点 各个击破达标检测
当堂检测 巩固反馈知识探究一、光谱[导学探究] 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.答案[知识梳理]
1.定义：
用光栅或棱镜把光按波长展开，获得光的波长(频率)成分和强度分布的记录，即光谱.
按形成条件，将光谱分为 光谱和 光谱.
2.发射光谱：物体发光直接产生的光谱
(1)连续谱.
连续分布的包含有 组成的光谱.
①产生： 、 和 的光谱，如白炽灯丝、烛焰、炽热钢水等发出的光都是连续光谱.
②特点：光谱是连在一起的光带.发射吸收一切波长的光炽热的固体液体高压气体(2)线状谱.
由一些 的亮线组成的光谱.
①产生：由游离态的原子发射的，因此也叫原子光谱. 和金属的蒸气的发射光谱是线状谱.
②特点：不同元素的原子产生的线状谱是 的，但同种元素的原子产生的线状谱是 的，这意味着，某种物质的原子可用其线状谱加以鉴别.
(3)特征光谱
每种元素的原子都有各自的 光谱，即由一系列 的具有特定波长的谱线组成的光谱.不连续稀薄气体不同相同不连续发射3.吸收光谱
物体发出的白光，通过温度较低的物质蒸气时，某些波长的光被该物质_______形成的光谱.
(1)产生：物体发出的白光通过 的物质蒸气时产生的.
(2)特点：在连续谱的背景上有若干条 .同种元素的吸收光谱与________
是一一对应的.吸收后温度较低暗线线状谱(3)太阳光谱是 光谱
①特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线.
②产生原因：阳光中含有各种颜色的光，当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球上的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱明亮背景下的暗线.吸收[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)各种原子的发射光谱都是连续谱.( )
(2)不同原子的发光频率是不一样的.( )
(3)连续谱一定是发射光谱( )×答案√√[导学探究] 为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开？我们记录光谱有什么样的意义？二、光谱分析答案答案 不同颜色的光在棱镜中的折射率不同，因此经过棱镜后的偏折程度也不同.
光谱分析的意义：①应用光谱分析发现新元素，光谱分析对鉴别化学元素有着重大的意义，许多化学元素，如铯、铷、铊、铟、镓等，都是在实验室里通过光谱分析发现的.
②天文学家将光谱分析应用于恒星，证明了宇宙中物质构成的统一性.
③光谱分析还为深入研究原子世界奠定了基础，近代原子物理学正是从原子光谱的研究中开始的.[知识梳理]
1.光谱分析
由于每种元素都有自己的特征光谱，可以根据 来鉴别物质和确定它们的化学组成，这种方法叫光谱分析.
2.优点：灵敏、迅速，某种元素在样品中的含量只要有__________就能检测出来.光谱1×10－10 g3.应用
(1)鉴定产品的纯度(如检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求).
(2)发现新元素(如元素铷和铯).
(3)研究天体的物质成分(如研究太阳光谱时发现了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、钙、钠等元素).
(4)鉴定食品的优劣.
(5)鉴定文物.[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)光谱分析时，既可以用线状谱，也可以用连续谱.( )
(2)利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分.( )×答案√题型探究例1 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.稀薄气体发光形成的光谱是线状谱
D.白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱答案解析√一、光谱解析 由于物质发光的条件不同，得到的光谱不同，故A、B错误；
稀薄气体发光形成的光谱为线状谱，C正确；
白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，D错误.1.优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.
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、光谱分析4.几种光谱的比较例2 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C.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答案解析√√解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；
月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；
用于光谱分析只能是线状谱或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；
煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确.达标检测解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱，故A正确；
线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B正确；
太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C错误；
发射光谱有连续谱和线状谱，D错误.1.(光谱的理解)(多选)关于光谱，下列说法中正确的是
A.炽热的液体发射连续谱
B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析
C.太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素
D.发射光谱一定是连续谱√1234答案解析√2.(光谱的理解)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是
A.太阳光谱
B.放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱
C.白炽灯的光谱
D.酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱√1234答案解析解析 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱，燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B、D对.√3.(光谱分析)(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，只能用线状谱
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1234答案√√解析 吸收光谱的暗线是连续谱中某些波长的光被物质吸收后产生的.阳光中含有各种颜色的光，当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳的高层大气含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去.易错原因是不理解光谱的成因以及不同谱线的特点.4.(光谱分析)太阳光的光谱中有许多暗线，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解析1234√光谱分析在科学技术中的应用练习
1．月亮的光通过棱镜所得光谱是（ ）。
A．连续光谱 B．吸收光谱
C．明线光谱 D．以上说法都不对
2．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
3．关于光谱和光谱分析的下列说法中，正确的是（ ）。
A．日光灯产生的光谱是明线光谱
B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素
C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
D．连续光谱是不能用来作光谱分析的
4．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光谱
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
5．有关氢原子光谱的说法正确的是（ ）。
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
6．如图甲所示的abcd为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为（ ）。
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
7．如图所示分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S进入平行光管，那么在光屏MN上的P处是______光，Q处是______光，R处是______光。
8．光谱分析使用的光谱是________，光谱分析的优点是________。各种原子的发射光谱都是________，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。因此这些亮线称为原子的________。
参考答案
1．答案：B
解析：月亮本身不发光，它发射太阳光，太阳光是吸收光谱，因此月亮的光是吸收光谱。
2．答案：B
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，A项错；光谱分析的优点是灵敏而迅速，B项对；分析某种物质的组成，可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行，C项错；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D错。
3．答案：D
解析：日光灯是管壁荧光粉发出的近乎白色的可见光，故A不正确；太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳中存在的某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收，故B也不正确；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析月球的物质成分，C是错误的；光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以D正确。
4．答案：A
解析：由于通常看到的吸收谱中的暗线比线状光谱中的明线要少一些，所以B不对；而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C也不对；甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，故D不对；所以只有A正确。
5．答案：BC
6．答案：B
解析：由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确。与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素。
7．答案：红 绿 紫
解析：分光镜是根据光的色散现象制成的，复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小。
8．答案：发射光谱或吸收光谱 精度高 线状谱 不同 特征谱线
