18.3 氢原子光谱—人教版高中物理选修3-5课件.(共39张PPT)
文档属性
| 名称 | 18.3 氢原子光谱—人教版高中物理选修3-5课件.(共39张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 25.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-15 06:01:29 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
高中物理课程（选修3-5）
—— 18.3 氢原子光谱
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part One
原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
带负电的电子在核外空间绕着核旋转做圆周运动
在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核
前情回顾
【作1】α粒子散射实验实验现象：
(1) α粒子穿过金箔后基本上沿原来的方向前进或发生很小的偏转；
(2) α粒子发生了较大的偏转；
(3) α粒子的偏转角超过了90度，有极个别甚至接近180度。
思考：汤姆孙模型为什么不能解释α粒子的大角度散射？
课后作业讲评
绝大多数
少数
极少数
【作2】下列基本粒子的尺寸大小由小到大排列正确的是（ ）
A. 分子、中子、原子、电子
B. 原子核、质子、分子、电子
C. 电子、质子、原子、分子
D. 原子、分子、电子、原子核
C
节
章
要点解析
Part Two
卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？
①原子的中心有一个带正电的原子核
②它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量
③电子则在核外空间运动
电子在核的周围怎样运动？
它的能量怎样变化？
光谱的分类
知道什么是发射光谱，吸收光谱
知道什么是线状谱、连续谱
了解光谱分析的作用
光谱的分类
光谱：用光栅或棱镜把光按波长分开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录。（有时候只记录波长成分）
牛顿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。
光谱
光谱分为发射光谱和吸收光谱。
发射光谱：物体发光直接产生的光谱
①连续光谱
由连续分布的一切波长的光组成
特点：整个光谱区域都是亮的
产生：炽热的固体、液体及高压气体的光谱
实例：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
发射光谱：物体发光直接产生的光谱
②线状光谱（明线光谱）
只含有一些不连续的亮线的光谱，线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
产生：稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱
? ? ? ? ? 线状光谱由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱
实例：霓虹灯发出的光
光谱的分类
几种原子的发射光谱
①各种原子的发射光谱都是线状光谱，说明原子只发出几种特定频率的光。?
②不同原子的亮线位置（谱线）不同，说明不同原子的发光频率不同。因此线状光谱的谱线被称为原子的特征谱线。
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
吸收光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过低温物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。
现象：光谱区域存在一条条暗线
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
吸收光谱
光谱的分类
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（线状光谱）中的一条明线相对应。
氢的发射光谱
氢的吸收光谱
吸收光谱也是原子的特征谱线
太阳光谱是吸收光谱
光谱的分类
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化学组成。这种方法叫做光谱分析。
实例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层大气层所含元素
光谱分析
优点：灵敏度高
样本中一种元素的含量达? ? ? ? ? 时，就可以被检测到
光是原子内部电子的运动产生的，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。
原子的特征光谱
光谱分析
光谱分析仪
气体放电管
金属导杆
感应圈
电源
玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。
观察光谱的实验装置
知道发射氢原子光谱的实验装置
知道氢原子光谱的实验规律
知道巴尔末公式总结了氢原子光谱的波长?
氢原子光谱的实验规律
从氢气放电管可以获得氢原子光谱
可见光区
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单
氢原子光谱的实验规律
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：
巴耳末公式
可见光区
氢原子光谱的实验规律
里德伯常量
n的两层含义：
①每一个n值分别对应一条谱线。
②n只能取正整数3，4，5······，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）
巴耳末公式的意义：
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征
巴耳末公式
氢原子光谱的实验规律
n > 6 的符合巴耳末公式的光谱线大部分在紫外区
适用区域：
可见光区、紫外线区
巴耳末系：
人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式
里德伯常量
巴耳末公式
氢原子光谱的实验规律
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射波长的分离特征。
卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好的解释了粒子的散射实验。
但是用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，却无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。
经典理论的困难
了解用经典理论无法解释原子的稳定性
了解用经典理论无法解释氢原子光谱的分立特征
经典理论的困难
经典理论认为
核外电子绕核运动
辐射电磁波，损失能量
电子轨道半径连续变小
最终落在原子核上
原子不稳定
事实
原子是稳定的
经典理论的困难
经典理论认为
电子轨道的变化是连续的
辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率，连续变化
原子光谱应该是连续光谱
事实
原子光谱是不连续的线状谱
经典理论的困难
节
章
题型演练
Part Three
例题讲解（光谱的分类）
BD
【例1】（多选）如图甲所示是a，b，c，d四种元素线状谱，图乙是某矿物的线状谱，
通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是（ ）
A. a元素
B. b元素
C. c元素
D. d元素
【练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
变式训练（光谱的分类）
AB
【例2】（多选）关于巴耳末公式的理解，下列说法错误的是（ ）
A. 公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
B. 公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C. 所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
D. 公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析
例题讲解（氢原子光谱的实验规律）
BCD
【练2】判断下列语句的正误：
( )各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率
( )原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的线状谱
( )可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分
( )光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径
( )氢气放电管内气体导电发光是热辐射现象
变式训练（氢原子光谱的实验规律）
【例3】电子绕核作圆周运动，按经典物理学观点推断，下列说法错误的是（ ）
A. 要发射电磁波，电磁波的频率是连续的
B. 电子轨道半径应逐渐减小
C. 原子应该是不稳定的
D. 辐射电磁波的频率只是某些确定的值
例题讲解（经典理论的困难）
D
节
章
课程总结
Part Four
里德伯常量
n的两层含义：
①每一个n值分别对应一条谱线。
②n只能取正整数3，4，5······，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）
巴耳末公式的意义：
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征
巴耳末公式
小结
节
章
课后作业
Part Five
课后作业
【作1】（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是连续光谱
B. 霓虹灯产生的光谱是明线光谱
C. 做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱
D. 我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成
【作2】巴耳末对当时已知的，在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现
这些谱线的波长满足公式： ，则氢原子光谱巴耳末系最
小波长与最大波长之比多大？
大
谢
谢
家
课后作业讲评
BC
5 : 9
【作1】（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是连续光谱
B. 霓虹灯产生的光谱是明线光谱
C. 做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱
D. 我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成
【作2】巴耳末对当时已知的，在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现
这些谱线的波长满足公式： ，则氢原子光谱巴耳末系最
小波长与最大波长之比多大？
高中物理课程（选修3-5）
—— 18.3 氢原子光谱
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part One
原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
带负电的电子在核外空间绕着核旋转做圆周运动
在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核
前情回顾
【作1】α粒子散射实验实验现象：
(1) α粒子穿过金箔后基本上沿原来的方向前进或发生很小的偏转；
(2) α粒子发生了较大的偏转；
(3) α粒子的偏转角超过了90度，有极个别甚至接近180度。
思考：汤姆孙模型为什么不能解释α粒子的大角度散射？
课后作业讲评
绝大多数
少数
极少数
【作2】下列基本粒子的尺寸大小由小到大排列正确的是（ ）
A. 分子、中子、原子、电子
B. 原子核、质子、分子、电子
C. 电子、质子、原子、分子
D. 原子、分子、电子、原子核
C
节
章
要点解析
Part Two
卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？
①原子的中心有一个带正电的原子核
②它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量
③电子则在核外空间运动
电子在核的周围怎样运动？
它的能量怎样变化？
光谱的分类
知道什么是发射光谱，吸收光谱
知道什么是线状谱、连续谱
了解光谱分析的作用
光谱的分类
光谱：用光栅或棱镜把光按波长分开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录。（有时候只记录波长成分）
牛顿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。
光谱
光谱分为发射光谱和吸收光谱。
发射光谱：物体发光直接产生的光谱
①连续光谱
由连续分布的一切波长的光组成
特点：整个光谱区域都是亮的
产生：炽热的固体、液体及高压气体的光谱
实例：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
发射光谱：物体发光直接产生的光谱
②线状光谱（明线光谱）
只含有一些不连续的亮线的光谱，线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
产生：稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱
? ? ? ? ? 线状光谱由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱
实例：霓虹灯发出的光
光谱的分类
几种原子的发射光谱
①各种原子的发射光谱都是线状光谱，说明原子只发出几种特定频率的光。?
②不同原子的亮线位置（谱线）不同，说明不同原子的发光频率不同。因此线状光谱的谱线被称为原子的特征谱线。
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
吸收光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过低温物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。
现象：光谱区域存在一条条暗线
光谱的分类
光谱分为发射光谱和吸收光谱
吸收光谱
光谱的分类
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（线状光谱）中的一条明线相对应。
氢的发射光谱
氢的吸收光谱
吸收光谱也是原子的特征谱线
太阳光谱是吸收光谱
光谱的分类
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化学组成。这种方法叫做光谱分析。
实例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层大气层所含元素
光谱分析
优点：灵敏度高
样本中一种元素的含量达? ? ? ? ? 时，就可以被检测到
光是原子内部电子的运动产生的，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。
原子的特征光谱
光谱分析
光谱分析仪
气体放电管
金属导杆
感应圈
电源
玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。
观察光谱的实验装置
知道发射氢原子光谱的实验装置
知道氢原子光谱的实验规律
知道巴尔末公式总结了氢原子光谱的波长?
氢原子光谱的实验规律
从氢气放电管可以获得氢原子光谱
可见光区
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单
氢原子光谱的实验规律
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：
巴耳末公式
可见光区
氢原子光谱的实验规律
里德伯常量
n的两层含义：
①每一个n值分别对应一条谱线。
②n只能取正整数3，4，5······，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）
巴耳末公式的意义：
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征
巴耳末公式
氢原子光谱的实验规律
n > 6 的符合巴耳末公式的光谱线大部分在紫外区
适用区域：
可见光区、紫外线区
巴耳末系：
人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式
里德伯常量
巴耳末公式
氢原子光谱的实验规律
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射波长的分离特征。
卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好的解释了粒子的散射实验。
但是用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，却无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。
经典理论的困难
了解用经典理论无法解释原子的稳定性
了解用经典理论无法解释氢原子光谱的分立特征
经典理论的困难
经典理论认为
核外电子绕核运动
辐射电磁波，损失能量
电子轨道半径连续变小
最终落在原子核上
原子不稳定
事实
原子是稳定的
经典理论的困难
经典理论认为
电子轨道的变化是连续的
辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率，连续变化
原子光谱应该是连续光谱
事实
原子光谱是不连续的线状谱
经典理论的困难
节
章
题型演练
Part Three
例题讲解（光谱的分类）
BD
【例1】（多选）如图甲所示是a，b，c，d四种元素线状谱，图乙是某矿物的线状谱，
通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是（ ）
A. a元素
B. b元素
C. c元素
D. d元素
【练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
变式训练（光谱的分类）
AB
【例2】（多选）关于巴耳末公式的理解，下列说法错误的是（ ）
A. 公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
B. 公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C. 所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
D. 公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析
例题讲解（氢原子光谱的实验规律）
BCD
【练2】判断下列语句的正误：
( )各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率
( )原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的线状谱
( )可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分
( )光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径
( )氢气放电管内气体导电发光是热辐射现象
变式训练（氢原子光谱的实验规律）
【例3】电子绕核作圆周运动，按经典物理学观点推断，下列说法错误的是（ ）
A. 要发射电磁波，电磁波的频率是连续的
B. 电子轨道半径应逐渐减小
C. 原子应该是不稳定的
D. 辐射电磁波的频率只是某些确定的值
例题讲解（经典理论的困难）
D
节
章
课程总结
Part Four
里德伯常量
n的两层含义：
①每一个n值分别对应一条谱线。
②n只能取正整数3，4，5······，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）
巴耳末公式的意义：
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征
巴耳末公式
小结
节
章
课后作业
Part Five
课后作业
【作1】（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是连续光谱
B. 霓虹灯产生的光谱是明线光谱
C. 做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱
D. 我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成
【作2】巴耳末对当时已知的，在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现
这些谱线的波长满足公式： ，则氢原子光谱巴耳末系最
小波长与最大波长之比多大？
大
谢
谢
家
课后作业讲评
BC
5 : 9
【作1】（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是连续光谱
B. 霓虹灯产生的光谱是明线光谱
C. 做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱
D. 我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成
【作2】巴耳末对当时已知的，在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现
这些谱线的波长满足公式： ，则氢原子光谱巴耳末系最
小波长与最大波长之比多大？