3　氢原子光谱PPT配套教学设计内容

教

学

设

计

18.3氢原子光谱

牡丹江第一高级中学 隋淑梅

2018年5月23日

【教材分析】

本节教材是在了解光谱、连续谱、线状谱的概念后进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。在此教科书给了巴耳末公式。应该明确，该公式的出现不是为了让学生练习计算，而是与前面学习碰撞时的意图一样，目的是从公式看出物理量之间的关系、看出物理量变化的趋势。即巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子辐射波长的分立特征。同时它也为下一节氢原子能量的分立性作了铺垫。

【学习目标】

知识与技能

（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。

（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。

【过程与方法】

通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷

【情感态度与价值观】

让学生进一步体会物理规律是在接受实践检验的过程中不断地发展和完善的。培养我们探究科学、认识科学的能力,提高自主学习的意识。

【教学重点】 氢光谱的实验规律。

【教学难点】 经典物理无法解释原子的稳定性和光谱分立特征

【教学方法】教师启发、引导,学生讨论、探究、交流

设计思路

知识回顾 ɑ粒子散射实验实验结果是什么？

卢瑟福所提出的原子核式结构是什么

电子在原子核周围怎样运动？电子运动过程中受否有电磁波发射出去？它的能量怎样变化？本节课学习氢原子光谱来进一步揭示原子内部的秘密···

新课

一、光谱

请同学们[学生阅读]P54页“光谱”内容：

PPt早在17世纪，牛顿就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

学生给出光谱定义用光栅或棱镜把光按波长分开，得到光的波长（频率）成分和强度分布的记录，叫光谱。

教师

1、发射光谱

1）物体发光直接产生的光谱叫发射光谱

2）发射光谱可分为连续光谱、明线光谱

①

连续光谱

由连续分布的一切波长的光组成的光谱叫做连续光谱。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是连续光谱，

例如：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。

②明线光谱(线状谱）

特点 只含有一些不连续的亮线的光谱叫明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光

产生 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱

播放视频（几种气体发射光谱）

介绍装置

几种原子的线状谱

师生总结：

1、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。

2、不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，

因此这些亮线称为原子的特征谱线

下面学习发射光谱

阅读P54科学足迹

视频

问：两个实验提到的“暗线”什么意思

学生：谈论后回答

2.

吸收光谱

定义

：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱

特点：低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线与明线相对应，也是原子的特征谱线

太阳的光谱是吸收光谱。（钠、镁、铜、锌、镍等）

举例说明氢的明线光谱和氢的吸收光谱线一一对应，总结吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。

师：也就是说如果找到了对应的原子的特征谱线就可以找到对应的元素的原子电磁辐射所产生的光谱，所以研究光谱有很大的意义

光谱的应用

1.

光谱分析：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法。

2.可应用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱

3.应用

检查物质纯度；发现新元素和研究天体的化学组成

案例：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

3.

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

二、氢原子光谱

从氢气放电管可以获得氢原子光谱，氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单

巴尔末从可见光中分析了四条谱线，请同学看可不可以统一由一个1公式表示

11学生：

λ=R(22-n2)　　n=3,4,5,...

其中R=1.10×107m-1叫里德伯常量师

学生：分两组分别计算n=3 n=∞

的波长值

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

师：简单

介绍其它光谱系 见PPt 三、经典物理学遇到困难

学生阅读教材P56学生带着以下问题阅读学生讨论

1.

卢瑟福的原子核式结构模型的成功之处在哪里？

2.

经典电磁理论的困难是什么？

3.

按照经典电磁理论对原子核式结构的分析结果，经典电磁理论包含哪两点基本内容？ 4.

原子中存在电磁场吗？如果存在，根据经典电磁理论它是由谁产生的？怎样变化？为什么？ 5.

根据经典电磁理论，原子核外的电子会向外辐射电磁波即向外辐射能量吗？

6.

根据经典电磁理论，电子能量减少会导致什么结果？ 学生讨论后回答

1卢瑟福的原子核式结构模型的成功之处正确指出原子核的存在很好解释α粒子散射实验

2经典电磁理论的困难无法解决原子的稳定性和原子光谱的分立特征

3.按照电磁理论，电子周期运动辐射电磁波，能量减少半径连续变化，原子不稳定，发射连续光谱

师生总结

导致两个结果：

1.原子不稳定

2.原子光谱是连续谱

事实上

原子是稳定的，原子光谱是线状谱

原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾给予我们什么 启示

？不仅表明这一模型还不完善，

这些矛盾说明，尽管经典物理学可以很好地应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，这就预示着

新的理论 的诞生！

原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾下节课来解决。

板书设计

18.3氢原子光谱 一、光谱

发射光谱

连续光谱

111=R(2-2)　　n=3,4,5,...λ2n

明线光谱（线状普）

二

氢原子光谱

三、经典物理学遇到困难