3　氢原子光谱名师教学设计1

第3节

氢原子光谱

一、光谱

1．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．分类

(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱。

(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱。

3．特征谱线

各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线。

4．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，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10以被检测到。

二、氢原子光谱的实验规律

1．许多情况下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一条重要途径。

1112．巴耳末公式：＝R22－n2。(n＝3,4,5…) λ3．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。

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．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分立特征。

－10_g时就可

1．自主思考——判一判

(1)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。(√) (2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。(√) (3)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径。(×) (4)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。(√)

(5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。(×) 2．合作探究——议一议

利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？

提示：不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分。

课堂总结

1．光谱的分类

(1)发射光谱：物质发光直接获得的光谱，分为连续光谱和线状光谱(或原子光谱)。

(2)吸收光谱：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。

2．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。

(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但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，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线。

3．光谱分析

(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10(2)应用。

①应用光谱分析发现新元素；

②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；

③应用光谱分析鉴定食品优劣。

三种光谱的比较：

线状

光谱

连续

光谱

吸收

光谱

－10g。

产生条件

稀薄气体发光形成的光谱

炽热的固体、液体和高压气体发光形成的

炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再光谱形式

一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱)

连续分布，一切波长的光都有

用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现应用

可用于

光谱分

析

不能用于光谱分析

可用于

光谱分

色散形成的

一些暗线(与特征谱线相对应)

析

4．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小，表现出明显的规律性。

5．巴耳末公式

111(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：＝R22－n2(n＝3,4,5…)，λ该公式称为巴耳末公式。

(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。

6．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。