鲁科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第4章 第3节 光谱与氢原子光谱.ppt

课堂篇探究学习问题一光谱情境探究早在17世纪时,牛顿就发现了太阳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作光谱。1814年,德国物理学家夫琅禾费对太阳光谱进行了细心的检验,并编绘了太阳光谱图。该光谱图内有多条黑线,夫琅禾费对其中8条重要的黑线做了标识。这些黑线后来就成为比较不同玻璃材料折射率的标准,并为光谱精确测量提供了基础。此后,许多科学家对光谱进行了实验研究,认识到光谱与物质的化学成分有关,从而促进了光谱分析技术的应用。请你结合对光谱的认识,谈一谈在日常生活中光谱的应用。要点提示光谱分析可以检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度要求;光谱分析可以帮助人们发现新元素;光谱分析可以鉴定食品的优劣;光谱分析可以鉴定文物等。知识归纳1.光谱的分类2.几种光谱的比较比较项产生条件光谱形式及应用发射光谱线状谱稀薄气体发光形成的光谱由一些不连续的明线组成,不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱),可用于光谱分析连续谱炽热的固体、液体和高压气体发光形成的连续分布,一切波长的光都有吸收光谱炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后,再色散形成的用分光镜观察时,见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应),可用于光谱分析3.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,这就形成了明亮背景下的暗线。4.光谱分析(1)优点:灵敏度高,分析物质的最低含量达10-10g。(2)应用:a.发现新元素;b.鉴别物质的组成成分。(3)用于光谱分析的光谱:线状谱和吸收光谱。典例剖析例1(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法正确的是()A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B.霓虹灯产生的光谱是线状谱C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续光谱D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案BC解析太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续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,白炽灯发出的是连续谱,选项A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,选项D错误;光谱分析只能是线状谱和吸收光谱,连续谱是不能用来进行光谱分析的,所以选项C正确;霓虹灯产生的光谱是线状谱,选项B正确。变式训练1利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分,关于光谱分析,下列说法正确的是()A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.同一种物质的线状谱上的亮线与吸收光谱上的暗线,由于光谱的不同,它们没有关系答案B解析高温物体的光谱包括了各种频率的光,与其组成成分无关,故A错误;某种物质发射的线状谱中的亮线与某种原子发出的某频率的光有关,通过这些亮线与原子的特征谱线对照,即可确定物质的组成成分,B正确;高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被吸收而形成暗线,这些暗线由所经过的物质决定,C错误;某种物质发出某种频率的光,当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光,因此同一物质线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,D错误。问题二氢原子光谱的实验规律情境探究如图为某氢原子的光谱。(1)仔细观察,氢原子光谱具有什么特点?(2)阅读课本,指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律?要点提示(1)从右至左,相邻谱线间的距离越来越小。(2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式:知识归纳1.氢原子光谱的特点: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。2.巴耳末公式该公式称为巴耳末公式。式中R叫作里德伯常量,实验值约为R=1.10×107m-1。(2)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。巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱,即辐射波长的分立特征。3.其他谱线:除了巴耳末系,氢原子光谱在红外光区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。典例剖析A.巴耳末依据原子核式结构模型总结出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的所有情况,其波长的分立值并不是人为规定的答案C解析巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长,不能