粤教版高中物理选修3-5氢原子光谱.ppt

氢原子光谱 1．了解氢原子光谱的不连续性及各个线系． 2．知道每种原子都有其特定的原子光谱． 3．了解光谱分析在科学技术中的应用． “谱”的含义是指按照事物的类别或系统编排的记录，做菜有菜谱，家族有族谱．某些原子和气体通电后可发光产生光谱，那么最简单的原子光谱是什么光谱，它有哪些应用？ 一、原子光谱 某种原子的气体通电后可以发光并产生______________，这种光谱被称为原子光谱．原子光谱是了解原子性质的最重要的直接证据． 二、巴耳末系 1．分光镜 分光镜是一种用于观察物质光谱的仪器，其原理是利用不同频率的光折射角不同，将复色光分解成若干个单色光．其构造如图所示： 固定不变的光谱 A为平行光管，由两部分组成，一端有狭缝S，另一端有凸透镜L1，它与狭缝的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜后变成平行光线，射到三棱镜P上．三棱镜P通过色散将不同颜色的光分开． 通过望远镜筒B可以观察光谱，在MN上放上底片还可以拍摄光谱，管C在目镜中有一标尺，以便对光谱进行定量研究． 2．观察氢光谱 (1)实验装置图，如图所示： (2)氢原子光谱图，如图所示： 3．巴耳末公式 瑞士的一位数学教师巴耳末通过分光镜研究了氢原子光谱，发现四条光谱的波长可以用一个很简单的数学公式表示，这个公式称为巴耳末公式： ________________，n＝3,4,5… 式中常数R称为______________常量，对于氢原子，实验测得R的值为1.097×107 m－1. 三、氢原子光谱的其他线系 莱曼系(在____________区)： 里德伯 紫外 统一的公式表示为：____________________________ 式中_____________________称为光谱项，此式称为广义巴耳末公式． 　　红外 　近红外 红外 四、原子光谱的特点 科学家观察了大量的原子光谱，发现每种原子都有自己特定的原子光谱．不同原子，其原子光谱________．我们可以通过____________鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素．下图为几种原子的光谱： 　分析光谱 不相同 对光谱的认识 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： 光谱是按光的波长(或频率)和强度分布的光．物质的光谱按产生方式的不同，可分为发射光谱和吸收光谱． 发射光谱是物体发光直接产生的光谱．发射光谱可分为两类：连续光谱和线状光谱． 按波长(或频率)顺序连续分布的光带(包含有从红光到紫光各种色光的光谱)叫做连续光谱．如图所示： 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． 只含有一些不连续的亮线的光谱．光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光．线状光谱也称明线光谱． 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱．线状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： 吸收光谱是高温物体发出的光(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． 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种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．如图所示： 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． 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． （双选）下列关于光谱的说法正确的是(　　) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱 B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应 C．气体发出的光只能产生线状谱 D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱 解析：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．所以B选项对．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C选项也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，看到乙物质的吸收光谱，所以上述选项中A也正确．而D不正确. 答案：AB 课堂训练 1．太阳光谱中有许多暗线，它们对应某些元素的特征谱线．产生这些谱线的原因是由于(　　) A．太阳表可大气层中缺少相应的元素 B．太阳内部缺少相应的元素 C．太阳表面大气层中存在着相应的元素 D．太阳内部存在相应的元素 解析：由于对太阳光谱的成因认识不清，易误认为暗线是由于太阳内部缺少相应的元素产生的，因此错误