高中物理第十八章原子结构3氢原子光谱学案新人教版选修3-5

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1、3氢原子光谱M基础知駆薦本技能1.光谱i:”i/为i"Aiii亍乔k入jiPEd(1)发射光谱一一物体直接发出的光通过分光镜后产生的光谱。它可分为连续谱和线状谱。①连续谱一一由连续分布的一切波长的光(一切单色光)组成的光谱。炽热的固体、液体in宫H：含彳木歆1好躺井1並阜彳生去已並②线状谱一一只含有云不穆续的亮线的光谱。它是由游离状态的原了发射的，因此也叫做原子光谱。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。(2)吸收光谱一一高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱。【例1】关于光谱，下面说法正确的是()A.太阳光谱是连续光谱B.稀薄

2、的氢气发光产生的光谱是线状谱C.煤气灯上燃烧的钠盐汽化后的钠蒸气产生的光谱是线状谱D.白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱解析：太阳光谱是太阳产生的白光，通过太阳周围温度较低的大气时，某些波长的光被太阳大气层中的某些元素吸收从而产生的吸收光谱，所以A不正确；稀薄的氢气发光是原子光谱，又叫明线光谱，所以B正确；钠蒸气产生的光谱是原子光谱，C正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，所以D不正确，应选B、C.答案：BC2.光谱分析(1)根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫光谱分析，其优点是灵敏度高，检查的最低量达IO"0go(2)光谱分析的应用①应用光谱分析发现

3、新元素。@鉴别物体的物质成分。研究太阳光谱时发现了太阳大气中存在钠、镁、铜、锌、银等金属元素。【例2】关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A.发射光谱包括连续谱和线状谱B.太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C.线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D.光谱分析帮助人们发现了许多新元素解析：线状谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可用来进行光谱分析，太阳光谱是吸收光谱。A、C、D选项正确。答案：ACD说明：①光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱分为连续谱和线状谱。②光谱分析用线状谱和吸收光谱。③光谱分析可以精确分析物质中所含元素，并能发现新元素。该知识点为识记部分，且要注意线

4、状谱和吸收光谱的谱线是相互对应的。3.氢原子光谱(1)盘原子光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示是可见光区域的14条谱线。656.47Z/nm410.29397.12I434.17486.27HillH€H&HyHp(2)巴耳末公式氢原子光谱在可见光区域的14条谱线满足巴耳末公式+=川右一4),刀=3,4,5,…朮厶n斤称为里徳伯常量，实验测得^l.ioxioV1,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。(3)其他公式氢原子光谱在红外光区和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的其他公式。如赖曼系在紫外光区，公式为+=斤&—£),心2,3,4

5、,…/I1n【例3】关于巴耳末公式+=彳(£一£)的理解，正确的是()术znA.此公式是巴耳末在研究盘光谱特征吋发现的B.公式屮/7可収任意值，故氢光谱是连续谱C.公式中〃只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱D.公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱解析：巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的，故A选项正确；公式中的/7只能取大于或等于3的整数值，故盘光谱是线状谱，B选项错误，C选项正确；巴耳末公式只适用于氢光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，D选项错误。答案:AC2.经典理论的两大困难电子绕核运动辐射电磁波频率等于绕核运行的频率能秋减少、

6、轨道牡径减小频率连续变化【例4】请分析经典理论在解释原子稳定性和原子光谱时遇到了什么困难。解析：(1)用经典理论研究原子的稳定性：核外电子没被库仑力吸引到原子核上=>电子以很大速度绕核运动绕核运动的加速度不为零,电磁场变化=>向外辐射电磁波能量以电磁波的形式辐射出去，能量减少=>电子绕核运行，轨道半径减小=>电子做螺旋线运动，最后落到原子核上。(2)用经典理论研究原子光谱电子绕核运动吋，辐射电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，电子越转能量越小,轨道半径不断减小，运动频率不断改变，这个变化冇连续性因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化因此大量原子发光的光谱应该是连续谱。

7、(3)据经典理论，以上推理都是正确的，但推出的结杲与现实不相符，说明经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象。答案：见解析供本能力线状谱连续谱形状特征一条条分立的谱线连在一起的光带组成某些不连续的波长的光组成一切波长的光都有产生稀薄气体或金属的炽热的固体、液体及高/liEI\/・/JHi/,5/i.Ll5.线状谱和连续谱的不同之处蒸气发光形成压气体发光形成应用可用于光谱分析不能用于光谱分析【例5】关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A.太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状