3　氢原子光谱教案和学案内容

18．3

氢原子光谱

一、教学目标：

（一）知识与技能

1．了解光谱、连续谱和线状谱等概念。

2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

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性。

（二）过程与方法

通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

（三）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验检验的过程中不断地完善和发展，培养学生探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

★教学重点

氢原子光谱的实验规律

★教学难点

经典理论的困难

★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）引入新课

讲述：

粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？这些知识我们可以根据原子光谱的规律推知。通过这节课的学习，我们将更清楚这些事实的关联。

（二）进行新课

【投影】连续谱、线状谱、太阳光谱等

【提问、引导阅读P54 】什么是光谱？原子特征光谱又是什么？不同原子的特征光谱是否相同？

1、

光谱

【视频】用分光镜观察连续光谱

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。

（如图所示）

讲述：

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．

注意:有时只是波长成分的记录。

【视频】原子的发射光谱和吸收光谱

（1）发射光谱--连续光谱

物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。

发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

【阅读、问题引导】什么是连续光谱和明线光谱？

学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。

教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。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。如图所示。

（2）发射光谱--明线光谱

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

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，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

（3）吸收光谱

教师：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。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，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，也是原子的特征谱线。

太阳的光谱是吸收光谱：

【讨论成因】太阳光透过太阳的高层大气（相对温度较低）时，太阳高层大气的元素会吸收自己特征谱线的光。

【课件展示】氢、钠的光谱、太阳光谱

（4）光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

(1)优点：灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10(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：线状谱和吸收谱

【过渡】光是由原子内部电子的运动产生，原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析是探索原子结构的一条重要途径。

2．氢原子光谱的实验规律

教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

【引导学生阅读教55页有关内容】1885年，巴耳末对当时已知的，可见光区的四条谱线分析，发现它们的波长能够用一个公式表示：（课件展示）

－10 g时就可以被检测到．

后来在紫外、红外区也有类似公式，说明原子光谱的分立特性。

3．卢瑟福原子核式模型的困难

教师：（讲述）卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。

引导学生阅读教材56页有关内容。

教师总结：

1）按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中——原子不稳定；

2）轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的——原子光谱应是连续光谱。

实验表明原子相当稳定；实验测得原子光谱是不连续的谱线，这些结论与实验不符。

【引申思考】这些矛盾说明，尽管经典物理学可以很好的应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，引入新概念是必要的。

（三）课堂小结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

（四）作业：课本P56第1、2、3题