3　氢原子光谱教学设计及教案分析

课题

氢原子光谱

1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念. 2.知道氢原子光谱的实验规律. 课型

新授课

课时

1 学习目标

3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征．

4．德育目标：体验科学家前辈们的努力探究的精神。

2017年高考考纲要求

Ⅰ

重点、难点

氢原子光谱

合

作

探

究

一、自主学习区

一、光谱

随堂手记

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：各种原子的发射光谱都是

，且不同原子的亮线位置

，故这些亮线称为原子的

谱线．

4．光谱分析：由于每种原子都有自己的

，可以利用它来鉴别物质和确定物质的

，这种方法称为光谱分析，它的优点是

高，样本中一种元素的含量达到

时就可以被检测到．

想一想

研究分析月亮的光谱，能否知道月球上含有哪些元素？

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

的重要途径．

2．巴耳末公式：巴耳末研究发现，氢原子在可见光区的四条谱线的波长能够用一个公式表示即巴耳末公式：

，式中R叫做

，R＝1.10×107 m1.它确定的这一组谱线称为

．式－中的n只能取

，不能

．

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，很好的解释了

．

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

．

想一想

原子的核式结构模型与经典的电磁理论的矛盾给予我们怎样的启示？

小试身手部分

1

1．(2014·南通高二检测)白炽灯发光产生的光谱是(

) A．连续光谱

B．明线光谱

C．原子光谱

D．吸收光谱

2．关于线状谱，下列说法中正确的是(

) A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同

B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同

C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同

D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同

3．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是(

) A．线状谱

B．连续谱

C．吸收光谱

D．发射光谱

4．对于光谱，下面的说法中正确的是(

) A．大量原子发光的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱

B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成

C．太阳光谱是连续谱

D．太阳光谱是线状谱

5.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都是线状谱

B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱

C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱

D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分

6．各种原子的光谱都是________，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________．

★7．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是(

) A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光

B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线

C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线

D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关

二、课堂互动区

2

[目标分解一] 光谱和光谱分析

1．光谱分类

(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱．它分为

和

(线状谱)．

①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱．

②线状谱——只含有一些

的亮线的光谱．各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱．每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同．

(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条

．这些暗线与

相对应．

2．光谱分析

(1)由于每种原子都有自己的

，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．

(2)可用于光谱分析的光谱：

和

．

3．太阳光谱的特点

(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．

(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

它自己特征谱线的光．

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．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

针对训练1有关原子光谱下列说法正确的是(

) A．原子光谱反映了原子的结构特征

B．氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的

C．太阳光谱是连续的

D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析

★针对训练太阳光谱中有许多暗线，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

3

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

[目标分解二]

氢原子光谱的实验规律

1．氢原子的光谱：

从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图18－3－1所示．

2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越

，表现出明显的规律性．

3．巴耳末公式：

(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：

111＝R(2－2) n＝3，4，5…该公式称为巴耳末公式．

λ2n(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．

4．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子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．

111n＝2，例题2在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式λ＝R2－2，1n3，4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长．

针对训练1 111下列关于巴耳末公式＝R22－n2的理解，正确的是(

) λA．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的

B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱

C．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

D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱

★针对训练2 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为(

) 4

5472A.

B.

C.

D.

9999三、当堂检测区

1．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

1112．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式＝R(2－2)，n＝3，4，5，…对此，下列说法2nλ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

3．如图18－3－2甲所示的a、b、c、d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(

)

图18－3－2 A．

a元素

B．b元素

C．c元素

D．d元素

★4.在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？

四、课后巩固区

1．对原子光谱，下列说法正确的是(

) 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

2下列对于巴耳末公式的说法正确的是(

) A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应

5

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．巴耳末公式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

1113．根据巴耳末公式＝R22－n2，计算n＝3、4、5、6时的波长．

λ

111★★4、氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为λ＝R32－n2，n＝4、5、6…，R＝1.10×107 m1.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大？n＝6时，传播频率为多大？

我的反思：

6