3　氢原子光谱ppt配套的板书设计及意图

3 氢原子光谱

【教学目标】

1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别. 2.能记住氢原子光谱的实验规律. 3.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难．

【重点难点】1.氢原子光谱的实验规律. 2.光谱分析的概念和特点. 3.氢原子光谱的实验规律.

【课堂学习】

知识点一、光谱和光谱分析

[问题思考] 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？

1．光谱的定义

用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．

2．光谱的分类和比较

光谱分类

连续谱

发射光谱

线状谱(原子光谱) 产生条件

炽热固体、液体和高压气体发光形成

光谱形式

连续分布，一切波长的光都有

一些不连续的亮线组成．不稀薄气体发光形成

同元素谱线不同(又叫特征谱线) 炽热的白光通过温度较低的吸收光谱

气体后，某些波长的光被吸收后形成

3.太阳光谱

(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．

用分光镜观察时，见到连续谱背景上出现一些暗线(与特征谱线对应)

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(2)产生原因：当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，这就形成了连续谱背景下的暗线．

4．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征光谱．

5．光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析．

(1)优点：灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10 g时就可以被检测到．

(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．

【课堂练习1】判断正误

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．线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．( ) 【课堂练习2】(多选)关于光谱，下列说法正确的是(

) A．炽热的液体发射连续谱 B．发射光谱一定是连续谱

C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱

知识点二、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原子结构的重要途径．

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111长的倒数写出的公式为＝R(22)，n＝3,4,5，…式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10λ2n×10 m. 1(1)公式特点：第一项都是2；

2(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．

2．其他公式

氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的关系式．如莱曼系在紫外光区，7－1111公式为＝R(22)，其中n＝2,3,4，…

λ1n

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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公式．

4．巴耳末公式的意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立性．

知识点三、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α粒子散射实验．

2．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．

【课堂练习3】判断正误 1．原子光谱是不连续的．( ) 2．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含有哪些元素．( ) 3．经典力学无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征．( ) 【课堂练习4】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

1117－1＝R(2－2)n＝4，5，6，…，R＝1.10×10 m.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域．

λn3(1)n＝6时，对应的波长为多大？

(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？

典例分析

一、光谱和光谱分析

例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．霓虹灯产生的是线状谱

C．进行光谱分析时，只能用明线光谱

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

例2

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

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二、氢原子光谱的实验规律和应用

【例3】

在可见光范围内，氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数分别为n1、n2. (1)它们的波长各是多少？

(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？

例4

巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式＝R(2－2)，n＝3,4,5，…，对此，n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．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式

D．巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的

1λ121例5

氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(

) 5472 A. B. C. D.

9999

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【课堂小结】

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