人教版高中物理选修35第18章第3节氢原子光谱课件.ppt

1、第十八章原子结构原子结构第三节氢原子光谱第三节氢原子光谱返回导航第十八章原子结构【素养目标定位【素养目标定位】了解光谱的定义与分类了解光谱的定义与分类理解氢原子光谱的实验规律理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系知道何为巴耳末系了解经典原子理论的困难了解经典原子理论的困难返回导航第十八章原子结构【素养思维脉络【素养思维脉络】1 1课前预习反馈课前预习反馈2 2课内互动探究课内互动探究3 3核心素养提升核心素养提升4 4课内随堂达标课内随堂达标5 5课时强化作业课时强化作业返回导航第十八章原子结构课前预习反馈课前预习反馈返回导航第十八章原子结构光谱光谱1定义定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光

2、按用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按_展开，获得展开，获得_(频频率率)和强度分布的记录，即光谱。和强度分布的记录，即光谱。2分类分类(1)线状谱：由线状谱：由_组成的光谱。组成的光谱。(2)连续谱：由连续谱：由_的光带组成的光谱。的光带组成的光谱。波长波长知识点知识点 1光的波长光的波长一条条的亮线一条条的亮线连在一起连在一起返回导航第十八章原子结构3特征谱线特征谱线各种原子的发射光谱都是各种原子的发射光谱都是_，且不同原子的亮线位置，且不同原子的亮线位置_，故这些亮线称为原子的故这些亮线称为原子的_谱线。谱线。4光谱光析光谱光析由于每种原子都有自己的由于每种原子都有自己的_，可以利用它来鉴别

3、，可以利用它来鉴别_和确和确定物质的定物质的_，这种方法称为光谱分析，它的优点是，这种方法称为光谱分析，它的优点是_高，高，样本中一种元素的含量达到样本中一种元素的含量达到_时就可以被检测到。时就可以被检测到。线状谱线状谱不同不同特征特征特征谱线特征谱线物质物质组成成分组成成分灵敏度灵敏度1010 g返回导航第十八章原子结构氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律1光的产生光的产生许多情况下光是由原子内部许多情况下光是由原子内部_的运动产生的，因此光谱研究是探索的运动产生的，因此光谱研究是探索_的一条重要途径。的一条重要途径。知识点知识点 2电子电子原子结构原子结构分立分立返回导航第十八章原子

4、结构经典理论的困难经典理论的困难1核式结构模型的成就核式结构模型的成就正确地指出了正确地指出了_的存在，很好地解释了的存在，很好地解释了_。2经典理论的困难经典理论的困难经典物理学既无法解释原子的经典物理学既无法解释原子的_又无法解释原子光谱的又无法解释原子光谱的_。原子核原子核知识点知识点 3粒子散射实验粒子散射实验稳定性稳定性分立特征分立特征返回导航第十八章原子结构判一判判一判(1)各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应。各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应。()(2)炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。炽热的固体、液体和高压气体发出的

5、光形成连续光谱。()(3)巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的。巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的。()(4)分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素。分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素。()(5)经典物理学可以很好地应用于宏观世界，也能解释原子世界的现象。经典物理学可以很好地应用于宏观世界，也能解释原子世界的现象。()思考辨析思考辨析返回导航第十八章原子结构AC解析：解析：巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故谱线的一个线系，故A正确，正确，D错误；公式中的错误；公式中

6、的n只能取不小于只能取不小于3的正整数，的正整数，B错错误，误，C正确。正确。返回导航第十八章原子结构想一想想一想能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？答案：答案：不能。月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光不能。月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，对月光进行光谱分析确定的并非月球的组成成分。谱，对月光进行光谱分析确定的并非月球的组成成分。返回导航第十八章原子结构课内互动探究课内互动探究返回导航第十八章原子结构光谱和光谱分析光谱和光谱分析早在早在17世纪，牛顿就发现了白光通过三棱镜后的世纪，牛顿就发现了白光通过三棱

7、镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱，如色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱，如图所示。研究光谱有哪方面的意义？图所示。研究光谱有哪方面的意义？提示：提示：光是由原子内部电子的运动产生的，因此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重要途径。光谱研究是探索原子结构的重要途径。探究探究 一一 思考讨论思考讨论 1返回导航第十八章原子结构1光谱的分类光谱的分类归纳总结归纳总结返回导航第十八章原子结构返回导航第十八章原子结构2太阳光谱太阳光谱(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，

8、是一种吸收光谱。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，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。连续谱背景下的暗线。返回导航第十八章原子结构3光谱分析光谱分析这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。某种元素在物质中的含量达这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。

9、某种元素在物质中的含量达1010克，就可以从光谱中发现它的特征谱线将其检查出来。光谱分析在科学技术中克，就可以从光谱中发现它的特征谱线将其检查出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用：有广泛的应用：(1)检查物质的纯度。检查物质的纯度。(2)鉴别和发现元素。鉴别和发现元素。(3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。返回导航第十八章原子结构光谱分析可以使用发射光谱中的线状谱，也可以使用吸收光谱，因它们都光谱分析可以使用发射光谱中的线状谱，也可以使用吸收光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。特别提醒特

10、别提醒返回导航第十八章原子结构(多选多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是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我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分解题指导：解题指导：要明确光谱和物质发光的对应关系，炽热的固体、液体和高压要明确光谱和物质发光的对应关系，炽热的固体、液体和高压气体发出的是连

11、续光谱，而稀薄气体发射的是线状谱。气体发出的是连续光谱，而稀薄气体发射的是线状谱。BC典例典例 1典例剖析典例剖析返回导航第十八章原子结构解析：解析：太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光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光谱，炽灯发出的是连续光谱，A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我错误；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，们看到它，所以

12、不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D错误；光谱分析只错误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以能是线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以C正确；煤正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，状谱，B正确。正确。返回导航第十八章原子结构1(多选多选)如图甲所示是如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是物中缺乏的是()A

13、a元素元素Bb元素元素Cc元素元素Dd元素元素对点训练对点训练解析：解析：把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b、d元素的谱线元素的谱线在该线状谱中不存在，故在该线状谱中不存在，故B、D正确。正确。BD返回导航第十八章原子结构氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律氢原子是自然界中最简单的原子，对它的光谱线的研究获得的原子内部结氢原子是自然界中最简单的原子，对它的光谱线的研究获得的原子内部结构的信息，对于研究更复杂的原子的结构有指导意义。从氢气放电管可以获得构的信息，对于研究更复杂的原子的结构有指导意义。从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所

14、示，氢原子的光谱为线状谱。氢原子光谱，如图所示，氢原子的光谱为线状谱。探究探究 二二 思考讨论思考讨论 2返回导航第十八章原子结构试分析氢原子光谱的分布特点。试分析氢原子光谱的分布特点。提示：提示：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。来越小，表现出明显的规律性。返回导航第十八章原子结构1氢原子光谱实验氢原子光谱实验在充有稀薄氢气的放电管两极间加上在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2 kV3 kV的高压，使氢气放电，氢的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱。

15、原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱。(实验装置如图所示实验装置如图所示)归纳总结归纳总结返回导航第十八章原子结构2实验现象实验现象在可见光区内，观察到波长分别为在可见光区内，观察到波长分别为656.47 nm、486.27 nm、434.17 nm、410.29 nm的四条谱线，分别用符号的四条谱线，分别用符号H、H、H、H 表示。表示。(见下图见下图)返回导航第十八章原子结构返回导航第十八章原子结构4其他谱线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。耳末公式类似

16、的关系式。返回导航第十八章原子结构典例典例 2典例剖析典例剖析解题指导：解题指导：注意氢原子光谱可见光区的四条谱线对应注意氢原子光谱可见光区的四条谱线对应n的取值分别为的取值分别为3,4,5,6，n的取值越小，波长越大。的取值越小，波长越大。D返回导航第十八章原子结构返回导航第十八章原子结构2对于巴耳末公式下列说法正确的是对于巴耳末公式下列说法正确的是()A所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应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一组谱线的波长，其中既有可见光

17、，又巴耳末公式确定了氢原子发光一组谱线的波长，其中既有可见光，又有紫外光有紫外光D巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长C对点训练对点训练返回导航第十八章原子结构解析：解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，不能描述氢巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，故原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，故A、D错误；巴耳末公式错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它也适用于可见光和紫外是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它也适用于可见光和紫

18、外光，故光，故B错误，错误，C正确。正确。返回导航第十八章原子结构核心素养提升核心素养提升返回导航第十八章原子结构关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是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发射光谱太阳光谱和白炽灯光谱都是发射光谱B冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱C光谱都可以用于物质成分的分析光谱都可以用于物质成分的分析D分析恒星的光谱，可以确定该恒星的化学成分分析恒星的光谱，可以确定该恒星的化学成分易错分析：易错分析：不明确太阳光经过太阳大气层射到地球后，已是吸收光谱，而不明确太阳光经过太阳大气层射到地球后，已是吸收光谱，

19、而错选错选A；不明确光谱分析的本质，认为光谱都可以用于物质成分的分析而错选；不明确光谱分析的本质，认为光谱都可以用于物质成分的分析而错选C。易错点：对光谱和光谱分析认识不正确易错点：对光谱和光谱分析认识不正确案案 例例D返回导航第十八章原子结构正确解答：正确解答：因为太阳光谱为吸收光谱，故因为太阳光谱为吸收光谱，故A错误；高温铁水是炽热液体，错误；高温铁水是炽热液体，所产生的光谱为连续谱，所产生的光谱为连续谱，B错误；线状谱错误；线状谱(明线光谱明线光谱)、吸收光谱的谱线是原子的、吸收光谱的谱线是原子的特征谱线，是原子辐射、吸收光子产生的光谱，可用于光谱分析。而连续谱无特征谱线，是原子辐射、吸收光子产生的光谱，可用于光谱分析。而连续谱无原子的特征谱线，故不能应用于光谱分析，原子的特征谱线，故不能应用于光谱分析，C错误；除恒星外的行星、卫星自错误；除恒星外的行星、卫星自身不发光，它们能反射太阳光，所以可利用光谱分析判断恒星的化学组成，故身不发光，它们能反射太阳光，所以可利用光谱分析判断恒星的化学组成，故D正确。正确。正确答案：正确答案：D返回导航第十八章原子结构课内随堂达标课内随堂达标返回导航第十八章原子结构课时强化作业课时强化作业