3　氢原子光谱PPT专用课堂实录内容

氢原子光谱

学习目标

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．

重要概念

一、光谱和光谱分析

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．

2．分类

(1)线状谱：光谱是一条条的亮线．

(2)连续谱：光谱是连在一起的光带．

3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，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不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线．

4．应用：利用原子的特征谱线，可以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[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)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．(

×

) 二、氢原子光谱的实验规律

1．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．

2．巴耳末公式

111(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(2－2)(n＝3,4,5，…)，该公λ2n式称为巴耳末公式．式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10×107 m1. －－10 g时就可以被检测到．

(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．

3．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．

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. 题型

一、光谱和光谱分析

1．光谱的分类

连续光谱发射光谱线状光谱光谱吸收光谱

2．几种光谱的比较

比较

光谱

线状

光谱

连续

光谱

吸收

光谱

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．

(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，这就形成了明亮背景下的暗线．

4．光谱分析

(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10产生条件

光谱形式及应用

一些不连续的明线组成，不同元素的明稀薄气体发光形成的光谱

线光谱不同(又叫特征光谱)，可用于光谱分析

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，再色散形成的

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一些暗线(与特征谱线相对应)，可用于光谱分析

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：线状光谱和吸收光谱．

例1

(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

BC 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；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．

针对训练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

C 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．

二、氢原子光谱的实验规律

111例2

(多选)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，…，λ2n对此，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

答案

CD 解析

巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确．

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(

) 5472A.

B.

C.

D.

9999答案

A 111解析

由巴耳末公式＝R22－n2

n＝3,4,5，…

λ11当n→∞时，有最小波长λ1，＝R2，

λ12111λ152－2，得＝. 当n＝3时，有最大波长λ2，＝R23λ2λ29