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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,原子結(jié)構(gòu),第十八章,第三節(jié) 氫原子光譜,第十八章,早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過(guò)三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜，如圖所示。你知道光譜是如何產(chǎn)生的嗎？,1.定義 用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按_____展開(kāi)，獲得__________(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。 2．分類 (1)線狀譜：由_______________組成的光譜。 (2)連續(xù)譜：由__________的光帶組成的光譜。,光譜,波長(zhǎng),光的波長(zhǎng),一條條的亮線,連在一起,3．特征譜線 各種原子的發(fā)射光譜都是________，且不同原子的亮線位置_____，故這些亮線稱為原子的_____譜線。 4．光譜光析 由于每種原子都有自己的__________，可以利用它來(lái)鑒別_____和確定物質(zhì)的__________，這種方法稱為光譜分析，它的優(yōu)點(diǎn)是________高，樣本中一種元素的含量達(dá)到________時(shí)就可以被檢測(cè)到。,線狀譜,不同,特征,特征譜線,物質(zhì),組成成分,靈敏度,氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,電子,原子結(jié)構(gòu),分立,1.核式結(jié)構(gòu)模型的成就 正確地指出了________的存在，很好的解釋了_______________。 2．經(jīng)典理論的困難 經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的________又無(wú)法解釋原子光譜的__________。,經(jīng)典理論的困難,原子核,α粒子散射實(shí)驗(yàn),穩(wěn)定性,分立特征,一、光譜 1．光譜的分類,,2．太陽(yáng)光譜 (1)太陽(yáng)光譜的特點(diǎn)：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜。 (2)對(duì)太陽(yáng)光譜的解釋：陽(yáng)光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)太陽(yáng)的高層大氣射向地球時(shí)，太陽(yáng)高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來(lái)就暗了，這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線。,3．光譜分析 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速。某種元素在物質(zhì)中的含量達(dá)10－10克，就可以從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線將其檢查出來(lái)。光譜分析在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用： (1)檢查物質(zhì)的純度。 (2)鑒別和發(fā)現(xiàn)元素。 (3)天文學(xué)上光譜的紅移表明恒星的遠(yuǎn)離等等。,特別提醒： 光譜分析可以使用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以使用吸收光譜，因它們都有原子自身的特征譜線，但不能使用連續(xù)光譜。,能否根據(jù)對(duì)月光的光譜分析確定月球的組成成分？ 答案：不能。月球不能發(fā)光，它只能反射太陽(yáng)光，故其光譜是太陽(yáng)的光譜，對(duì)月光進(jìn)行光譜分析確定的并非月球的組成成分。,二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 1．氫原子光譜實(shí)驗(yàn) 在充有稀薄氫氣的放電管兩極間加上2kV～3kV的高壓，使氫氣放電，氫原子在電場(chǎng)的激發(fā)下發(fā)光，通過(guò)分光鏡觀察氫原子的光譜。(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示),,下列說(shuō)法正確的是( ) A．所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都可由巴耳末公式求出 B．據(jù)巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氫原子光譜的譜線可以有無(wú)數(shù)條 C．巴耳末系是氫原子光譜中的可見(jiàn)光部分 D．氫原子光譜是線狀譜的一個(gè)例證 答案：CD 解析：氫原子光譜包括：巴耳末系、賴曼系、帕邢系等，其中巴耳末系只是其中的可見(jiàn)光部分。,三、經(jīng)典理論的困難 1．按經(jīng)典電磁理論，電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)具有加速度，加速運(yùn)動(dòng)著的電荷(電子)要向周圍空間輻射電磁波，電磁波頻率等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著不斷地向外輻射能量，原子系統(tǒng)的能量逐漸減少，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也越來(lái)越小，繞核旋轉(zhuǎn)的頻率連續(xù)增大，電子輻射的電磁波頻率也在連續(xù)地變化，因而所呈現(xiàn)的光譜應(yīng)為連續(xù)光譜。,2．由于電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷向外輻射電磁波，電子能量不斷減少，電子將逐漸接近原子核，最后落于核上，這樣，原子應(yīng)是一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)。 3．據(jù)經(jīng)典理論，以上推理都是正確的，但推出的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)不相符，說(shuō)明經(jīng)典理論可以很好地應(yīng)用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象。,下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中，正確的是( ) A．太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜 B．煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜 C．進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜 D．我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分,光譜和光譜分析,解析：太陽(yáng)光譜中的暗線是太陽(yáng)發(fā)出的連續(xù)光譜經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜，正是太陽(yáng)發(fā)出的光譜被太陽(yáng)大氣層中存在的對(duì)應(yīng)元素吸收所致，白熾燈發(fā)出的是連續(xù)光譜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；月球本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光才能使我們看到它，所以不能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分，D項(xiàng)錯(cuò)誤；光譜分析只能是線狀譜和吸收光譜，連續(xù)光譜是不能用來(lái)做光譜分析的，所以C項(xiàng)正確；煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈都是稀薄氣體發(fā)出的光，產(chǎn)生的光譜都是線狀譜，B項(xiàng)正確。故選BC。 答案：BC,如圖甲所示是a、b、c、d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物的線狀譜，通過(guò)光譜分析可以了解該礦物中缺乏的是( ) A．a(chǎn)元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素 答案：BD 解析：把礦物的線狀譜與幾種元素的特征譜線進(jìn)行對(duì)照，b、d元素的譜線在該線狀譜中不存在，故B、D正確。,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)波長(zhǎng)最長(zhǎng)的2條譜線所對(duì)應(yīng)的n和它們的波長(zhǎng)各是多少？氫原子光譜有什么特點(diǎn)？,氫原子光譜,答案：AC 解析：巴耳末公式是分析氫原子的譜線得到的一個(gè)公式，它只反映氫原子譜線的一個(gè)線系，故A對(duì)D錯(cuò)；公式中的n只能取不小于3的正整數(shù)，B錯(cuò)C對(duì)。,