1、3氫原子光譜學習目標 1.知道什么是光譜，能說出連續譜和線狀譜的區別.2.能記住氫原子光譜的實驗規律.3.能說出經典物理學在解釋原子的穩定性和原子光譜分立特性上的困難一、光譜和光譜分析導學探究(1)根據經典的電磁理論，原子的光譜是怎樣的？而實際看到的原子的光譜是怎樣的？答案根據經典電磁理論，原子可以輻射各種頻率的光，即原子光譜應該是連續的，而實際上看到的原子的光譜總是分立的線狀譜(2)為什么用棱鏡可以把各種顏色的光展開？我們記錄光譜有什么樣的意義？答案不同顏色的光在棱鏡中的折射率不同，因此經過棱鏡后的偏折程度也不同光譜分析的意義：應用光譜分析發現新元素光譜分析對鑒別化學元素有著重大的意義，許多

2、化學元素，如銫、銣、鉈、錮、鎵等，都是在實驗室里通過光譜分析發現的天文學家將光譜分析應用于恒星，證明了宇宙中物質構成的統一性光譜分析還為深入研究原子世界奠定了基礎，近代原子物理學正是從原子光譜的研究中開始的知識梳理(1)光譜的定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜(2)特征譜線各種原子的發射光譜都是線狀譜，且不同原子的亮線位置不同，故這些亮線稱為原子的特征譜線(3)光譜的分類和比較光譜分類產生條件光譜形式發射光譜連續譜熾熱固體、液體和高壓氣體發光形成連續分布，一切波長的光都有線狀譜(原子光譜)稀薄氣體發光形成一些不連續的亮線組成不同元素譜線不

3、同(又叫特征譜線)吸收光譜熾熱的白光通過溫度較低的氣體后，某些波長的光被吸收后形成用分光鏡觀察時，見到連續譜背景上出現一些暗線(與特征譜線對應)(4)太陽光譜太陽光譜的特點：在連續譜的背景上出現一些不連續的暗線，是一種吸收光譜產生原因：當陽光透過太陽的高層大氣射向地球時，太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光，這就形成了連續譜背景下的暗線(5)光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線，可以利用它來鑒別物質和確定物質的組成成分，這種方法稱為光譜分析優點：靈敏度高，樣本中一種元素的含量達到1010 g時就可以被檢測到應用：a.發現新元素；b.鑒別物體的物質成分用于光譜分析的光譜：線狀譜和吸

4、收光譜即學即用(多選)下列關于光譜和光譜分析的說法中，正確的是()A日光燈產生的光譜是連續譜B我們能通過光譜分析鑒別月球的物質成分C連續譜是不能用來作光譜分析的D線狀譜和吸收光譜都可以對物質成分進行分析答案CD二、氫原子光譜的實驗規律導學探究(1)氫原子光譜是什么光譜？它是如何獲取的？答案氫原子光譜是線狀譜，用氫氣放電管和光譜儀可以獲得氫原子光譜(2)能否根據巴耳末公式計算出對應的氫光譜的最長波長？答案能氫光譜的最長波長對應著n3，代入巴耳末公式便可計算出最長波長知識梳理(1)巴耳末公式R()，n3,4,5，式中R叫做里德伯常量，實驗值為R1.10×107 m1.公式特點：第一項都是

5、；巴耳末公式說明氫原子光譜的波長只能取分立值，不能取連續值巴耳末公式以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜，即輻射波長的分立特征(2)其他公式氫光譜在紅外和紫外光區的其他譜線滿足與巴耳末公式類似的關系式如萊曼系在紫外光區，公式為R，其中n2,3,4，即學即用(多選)下列關于巴耳末公式R的理解，正確的是()A此公式是巴耳末在研究氫原子光譜特征時發現的B公式中n可取任意值，故氫光譜是連續譜C公式中n只能取大于或等于3的整數值，故氫光譜是線狀譜D公式不僅適用于氫光譜的分析，還適用于其他原子光譜的分析答案AC解析巴耳末公式是巴耳末在研究氫光譜特征時發現的，故A選項正確；公式中的n只能取大于或等于3的整數值

6、，故氫光譜是線狀譜，B選項錯誤，C選項正確；巴耳末公式只適用于氫光譜的分析，不適用于其他原子光譜的分析，D選項錯誤三、經典理論的困難導學探究(1)盧瑟福的原子結構很好地解釋了粒子散射實驗，核外的電子繞核高速旋轉，這個結構和經典的電磁理論有什么矛盾？答案核外電子被庫侖力吸引電子以很大速度繞核運動(繞核運動的加速度不為零)電磁場周期性變化向外輻射電磁波(繞核運動的能量以電磁波的形式輻射出去)能量減少電子繞核運動的軌道半徑減小電子做螺旋線運動，最后落入原子核中，但是原子是穩定的，并沒有原子核外的電子落入原子核內所以，經典的電磁理論不能解釋電子核外的電子的運動情況和原子的穩定性(2)通過對氫原子光譜特

7、點的分析，氫原子光譜是分立的線狀譜，并符合巴耳末公式，這和經典的電磁理論又有什么對立之處？經典的電磁理論不能解釋哪些地方？答案電子繞核運動時輻射電磁波的頻率應等于電子繞核運動的頻率電子越轉能量越小軌道半徑不斷減小運行頻率不斷改變這個變化有連續性原子輻射電磁波的頻率也要不斷變化大量原子發光的光譜應該是連續譜據經典理論，以上推理都是正確的，但推出的結果與現實不相符，說明經典理論可以很好地應用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現象知識梳理(1)核式結構模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了粒子散射實驗(2)困難：經典物理學既無法解釋原子的穩定性，又無法解釋原子光譜的分立特征即學即用(多

8、選)關于經典電磁理論與原子的核式結構之間的關系，下列說法正確的是()A經典電磁理論很容易解釋原子的穩定性B根據經典電磁理論，電子繞原子核轉動時，電子會不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上C根據經典電磁理論，原子光譜應該是連續的D原子的核式結構模型徹底否定了經典電磁理論答案BC解析根據經典電磁理論，電子繞原子核轉動時，電子會不斷釋放能量，最后被吸附到原子核上，原子不應該是穩定的，并且發射的光譜應該是連續的故正確答案為B、C.一、光譜和光譜分析例1(多選)關于光譜，下列說法中正確的是()A熾熱的液體發射連續譜B線狀譜和吸收光譜都可以對物質進行光譜分析C太陽光譜中的暗線，說明太陽中缺少與這些暗線相對應

9、的元素D發射光譜一定是連續譜解析熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜，故A正確；線狀譜和吸收光譜都可以用來進行光譜分析，B正確；太陽光譜中的暗線說明太陽大氣中含有與這些暗線相對應的元素，C錯誤；發射光譜有連續譜和線狀譜，D錯誤答案AB二、氫原子光譜實驗規律例2(多選)巴耳末通過對氫原子光譜的研究總結出巴耳末公式R()，n3,4,5，對此，下列說法正確的是()A巴耳末依據核式結構理論總結出巴耳末公式B巴耳末公式反映了氫原子發光的連續性C巴耳末依據氫原子光譜的分析總結出巴耳末公式D巴耳末公式反映了氫原子發光的分立性，其波長的分立值并不是人為規定的解析巴耳末公式是根據氫原子光譜總結出來的氫

10、原子光譜的不連續性反映了氫原子發光的分立性，即輻射波長的分立特征，選項C、D正確答案CD針對訓練氫原子光譜巴耳末系最小波長與最大波長之比為()A. B. C. D.答案A解析由巴耳末公式Rn3,4,5，當n時，有最小波長1，R，當n3時，有最大波長2，R，得.1(多選)有關原子光譜，下列說法正確的是()A原子光譜反映了原子結構特征B氫原子光譜跟氧原子光譜是不同的C太陽光譜是連續譜D鑒別物質的成分可以采用光譜分析答案ABD解析各種原子的發射光譜都是線狀譜，不同原子的線狀譜不同因此，線狀譜又稱為原子的特征譜線，所以A、B項正確；鑒別物質的成分可采用光譜分析，故選項D正確；太陽光通過太陽大氣層后某些

11、波長的光被吸收，因此太陽光譜是吸收光譜，不是連續譜，C錯誤2太陽光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線，產生這些暗線是由于()A太陽表面大氣層中缺少相應的元素B太陽內部缺少相應的元素C太陽表面大氣層中存在著相應的元素D太陽內部存在著相應的元素答案C解析太陽光譜中的暗線是由于太陽發出的連續譜通過太陽表面大氣層時某些光被吸收造成的，因此，太陽光譜中的暗線是由于太陽表面大氣層中存在著相應的元素，故C正確，A、B、D均錯誤3關于線狀譜，下列說法中正確的是()A每種原子處在不同溫度下發光的線狀譜不同B每種原子處在不同的物質中的線狀譜不同C每種原子在任何條件下發光的線狀譜都相同D兩種不同的原子發光

12、的線狀譜可能相同答案C解析每種原子都有自己的結構，只能發出由內部結構決定的自己的特征譜線，不會因溫度、物質不同而改變，選項C正確4(多選)關于巴耳末公式R的理解，正確的是()A此公式只適用于氫原子發光B公式中的n可以是任意數，故氫原子發光的波長是任意的C公式中的n是大于等于3的正整數，所以氫原子光譜不是連續的D該公式包含了氫原子的所有光譜線答案AC解析巴耳末公式是分析氫原子的譜線得到的一個公式，它只反映氫原子譜線的一個線系，故A對，D錯；公式中的n只能取不小于3的正整數，故B錯，C對一、選擇題(16為單選題，710為多選題)1關于原子光譜，下列說法中不正確的是()A原子光譜是不連續的B由于原子

13、都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的C由于各種原子的原子結構不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D分析物質發光的光譜，可以鑒別物質中含哪些元素答案B解析原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯，C對；據各種原子的特征譜線進行光譜分析可鑒別物質組成由此知A、C、D說法正確，B說法錯誤2下列關于光譜的說法正確的是()A熾熱固體、液體和高壓氣體發出的光形成連續譜B對月光作光譜分析可以確定月亮的化學組成C氣體發出的光只能產生線狀譜D甲物質發出的光通過低溫的乙物質蒸氣可得到甲物質的吸收光譜答案A3關于光譜，下列說法中正確的是()A大量原子發出的光譜是連續譜，少量原

14、子發出的光譜是線狀譜B線狀譜由不連續的若干波長的光所組成C太陽光譜是連續譜D太陽光譜是線狀譜答案B4關于光譜，下列說法正確的是()A一切光源發出的光譜都是連續譜B一切光源發出的光譜都是線狀譜C稀薄氣體發出的光譜是線狀譜D作光譜分析時，利用連續譜和線狀譜都可以鑒別物質以確定物質的化學組成答案C解析不同光源發出的光譜有連續譜，也有線狀譜，故A、B錯誤；稀薄氣體發出的光譜是線狀譜，C正確；線狀譜和吸收光譜可以進行光譜分析，D錯誤5下列說法不正確的是()A巴耳末系光譜線的條數只有4條B巴耳末系光譜線有無數條C巴耳末系中既有可見光，又有紫外光D巴耳末系在可見光范圍內只有4條答案A解析巴耳末系的光譜線有無

15、數條，但在可見光區域只有4條光譜線，故B、C、D正確，A錯誤6氫原子光譜的巴耳末系中波長最長的光波的光子能量為E1，其次為E2，則為()A. B.C. D.答案A解析由R得：當n3時，波長最長，R，當n4時，波長次之，R，解得，由Eh得.7下列對氫原子光譜實驗規律的認識中，正確的是()A雖然氫原子核外只有一個電子，但氫原子也能產生多種波長的光B氫原子產生的光譜是一系列波長不連續的譜線C氫原子產生的光譜是一系列亮度不連續的譜線D氫原子產生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱有關答案AB解析氫原子光譜是線狀譜，波長是一系列不連續的、分立的特征譜線，并不是只含有一種波長的光，不是亮度不連續的譜線，A、

16、B對，C錯；氫原子光譜是氫原子的特征譜線，只要是氫原子發出的光的光譜就相同，與放電管的放電強弱無關，D錯8下列關于特征譜線的幾種說法，正確的是()A線狀譜中的亮線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線B線狀譜中的亮線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線C線狀譜中的亮線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線D同一元素的線狀譜的亮線與吸收光譜的暗線是相對應的答案AD解析線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線均為特征譜線，并且實驗表明同一元素吸收光譜中的暗線都跟它的線狀譜中的亮線相對應，所以A、D是正確的9關于太陽光譜，下列說法正確的是()A太陽光譜是吸收光譜B太陽光譜中的暗線，是太陽光經過太陽大氣層時某些

17、特定頻率的光被吸收后而產生的C根據太陽光譜中的暗線，可以分析太陽的物質組成D根據太陽光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含有哪些元素答案AB解析太陽是高溫物體，它發出的白光通過溫度較低的太陽大氣層時，某些特定頻率的光會被太陽大氣層中的某些元素的原子吸收，我們觀察到的太陽光譜是吸收光譜，選項A、B正確；分析太陽的吸收光譜，可知太陽大氣層的物質組成，而某種物質要觀測到它的吸收光譜，要求它的溫度不能太低，也不能太高，否則會直接發光，由于地球大氣層的溫度很低，太陽光通過地球大氣層時不會被地球大氣層中的物質原子吸收，故選項C、D錯誤10如圖1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，通過光譜分析可以確定該礦物中缺乏的是()圖1Aa元素 Bb元素 Cc元素 Dd元素答案BD解析將甲中的線狀譜與乙中的譜線相對照二、非選擇題11試計算氫原子光譜中巴耳末系的最長波和最短波的波長各是多少？(保留三位有效數字)答案6.55×1017 m3.64×107 m解析根據巴耳末公式：R，n3,4,5，可得，當n3時，波長最長，其值為1 m6.55×107 m，當n時，波長最短，其值為2 m3.64×107 m.12氫原子光譜除了巴耳末系外，還有萊曼系、帕邢系等