課件設計_于蕾蕾_高中物理_氫原子光譜

1、二、光的顏色由什么決定？二、光的顏色由什么決定？頻率頻率 盧瑟福盧瑟福 正電荷正電荷 質量質量 路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。 屈原屈原 諸城市實驗中學諸城市實驗中學 于蕾蕾于蕾蕾 第第3節(jié)節(jié) 氫原子光譜氫原子光譜 一、認識原子結構的線索一、認識原子結構的線索 氣體放電的研究氣體放電的研究 粒子散射實驗粒子散射實驗 陰極射線陰極射線 發(fā)現(xiàn)電子發(fā)現(xiàn)電子 湯姆孫的湯姆孫的“棗糕模型棗糕模型” 盧瑟福核式結構模型盧瑟福核式結構模型 早在早在1717世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn) 象，并把實驗中得到的象，并把實驗中

2、得到的彩色光帶彩色光帶叫做叫做光譜光譜。 光譜光譜是電磁輻射是電磁輻射( (不論是在可見光區(qū)域還是在不可見不論是在可見光區(qū)域還是在不可見 光區(qū)域光區(qū)域) )的的波長成分波長成分和和強度分布強度分布的記錄。有時只是的記錄。有時只是波長成波長成 分分的記錄。的記錄。 1. 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 定義：定義：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。 分類：分類：發(fā)射光譜可分為兩類發(fā)射光譜可分為兩類連續(xù)譜連續(xù)譜和和線狀譜線狀譜。 (1) 連續(xù)譜：連續(xù)譜： 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 例如：例如： 由由連續(xù)分布的一切波長的光連續(xù)分布的一切波長的光組成的光譜。組成的光譜。 熾熱的固體、液體和

3、高壓氣體熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光形成的發(fā)光形成的 白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成 連續(xù)光譜。連續(xù)光譜。 (2) 線狀譜線狀譜: 不同元素不同元素的原子產(chǎn)生的線狀譜是的原子產(chǎn)生的線狀譜是不同不同的，每種原子只的，每種原子只 能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光。能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光。 只含有一些只含有一些不連續(xù)的亮線不連續(xù)的亮線的光譜。的光譜。 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 線狀譜是由線狀譜是由游離狀態(tài)的原子游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫發(fā)射的，所以也叫原子光譜原子光譜。 例如：例如： 稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜稀薄氣體或金屬的

4、蒸氣的發(fā)射光譜是線狀譜。是線狀譜。 譜線：譜線： 線狀譜中的線狀譜中的亮線叫譜線亮線叫譜線，各條譜線對應，各條譜線對應不同波長不同波長的光。的光。 特點：特點： 這意味著這意味著:某種物質的原子可用其某種物質的原子可用其線狀譜線狀譜加以加以鑒別，鑒別， 因此線狀譜的譜線也叫因此線狀譜的譜線也叫原子的特征譜線。原子的特征譜線。 2.吸收光譜吸收光譜 連續(xù)光譜的背景中產(chǎn)生的一組連續(xù)光譜的背景中產(chǎn)生的一組 暗線，每條暗線的波長都跟那暗線，每條暗線的波長都跟那 種氣體原子的特征譜線相對應。種氣體原子的特征譜線相對應。 鈉蒸氣 （1）產(chǎn)生：）產(chǎn)生：高溫物體發(fā)出的白光高溫物體發(fā)出的白光(其中包含連續(xù)分布的

5、其中包含連續(xù)分布的一切波長一切波長 的光的光)通過通過低溫物質低溫物質時，某些波長的光被物質吸收后產(chǎn)生的光譜，時，某些波長的光被物質吸收后產(chǎn)生的光譜， 叫做吸收光譜。叫做吸收光譜。 2.吸收光譜吸收光譜 （2）特點：）特點：低溫氣體原子吸收的光，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子恰好就是這種原子在高溫在高溫 時發(fā)出的光。時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的因此吸收光譜中的暗譜線暗譜線與與明線相對應明線相對應，也是原，也是原 子的子的特征譜線特征譜線。 （3）例如：）例如：太陽的光譜太陽的光譜是吸收光譜。是吸收光譜。 思考與討論思考與討論1：閱讀課本：閱讀課本P58“科學足跡科學足跡”，分析太陽的，

6、分析太陽的 光譜是哪種光譜？怎樣形成的？光譜是哪種光譜？怎樣形成的？ 【跟蹤訓練跟蹤訓練】1.下列關于光譜的說法正確的是() A.原子發(fā)射的光譜是連續(xù)光譜 B.所有原子發(fā)射的光譜都相同 C.氫原子光譜是線狀譜 D.每一種原子都有自己的特征譜線 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(fā)出的光譜是連續(xù)光譜 B太陽光譜和白熾燈光譜都是連續(xù)譜 C氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀光譜 D甲物質發(fā)出的白光通過低溫的乙物質蒸氣可得到 甲物質的吸收光譜 CD A 3. 光譜分析：光譜分析： 由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以 根據(jù)光譜來鑒別物質和

7、確定的化學組成。這種根據(jù)光譜來鑒別物質和確定的化學組成。這種 方法叫做光譜分析。方法叫做光譜分析。 思考與討論思考與討論2：太陽離我們十分遙遠，太陽是一個龐大的火：太陽離我們十分遙遠，太陽是一個龐大的火 球，給我們光和熱。利用望遠鏡，人們能看清楚太陽表面球，給我們光和熱。利用望遠鏡，人們能看清楚太陽表面 的光斑和黑子。而太陽大氣中的化學成分，單靠望遠鏡是的光斑和黑子。而太陽大氣中的化學成分，單靠望遠鏡是 看不出來的?？茖W家是如何確定太陽大氣中的成分的看不出來的?？茖W家是如何確定太陽大氣中的成分的? 4.光譜分析的優(yōu)點和意義光譜分析的優(yōu)點和意義 (1)優(yōu)點優(yōu)點:靈敏度高靈敏度高,分析物質的最低量

8、達分析物質的最低量達10-10 g。 (2)意義意義: 應用光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素。許多化學元素如銫、應用光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素。許多化學元素如銫、 銣、鉈、銦、鎵等都是在實驗室通過光譜分析發(fā)現(xiàn)的銣、鉈、銦、鎵等都是在實驗室通過光譜分析發(fā)現(xiàn)的. 光譜分析應用于恒星光譜分析應用于恒星,證明宇宙中物質構成的統(tǒng)一性。證明宇宙中物質構成的統(tǒng)一性。 天文學上光譜紅移表明恒星遠離。天文學上光譜紅移表明恒星遠離。 光譜分析也可以用于探索原子的結構光譜分析也可以用于探索原子的結構,近代原子物近代原子物 理學正是從原子光譜的研究中開始的。理學正是從原子光譜的研究中開始的。 鑒定食品優(yōu)劣。鑒定食品優(yōu)劣。 思考與討論思考與

9、討論4：可否根據(jù)對月光的光譜分析確定月球的組成：可否根據(jù)對月光的光譜分析確定月球的組成 成分？成分？ 思考與討論思考與討論3：用什么光譜進行光譜分析？：用什么光譜進行光譜分析？ 答案：答案： 可以用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以用吸收光譜，可以用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以用吸收光譜， 因為它們都是原子自身的特征譜線。因為它們都是原子自身的特征譜線。 答案：答案：不能。月球不能發(fā)光，它只能反射太陽光，故其光不能。月球不能發(fā)光，它只能反射太陽光，故其光 譜是太陽的光譜，對月光進行光譜分析確定的并非月球的譜是太陽的光譜，對月光進行光譜分析確定的并非月球的 組成成分。組成成分。 【跟蹤訓練跟蹤訓練】3.關

10、于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是 () A太陽光譜和白熾燈光譜都是連續(xù)譜 B霓虹燈產(chǎn)生的是線狀譜 C進行光譜分析時，只能用明線光譜 D同一元素吸收光譜的暗線與線狀譜的 位置是一一對應的 4關于光譜分析，下列說法錯誤的是() A光譜分析的依據(jù)是每種元素都有其特征譜線 B光譜分析不能用連續(xù)光譜 C光譜分析既可以用線狀譜也可以用吸收光譜 D分析月亮的光譜可得知月球的化學組成 BD D 氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。 巴耳末公式：巴耳末公式： 22 111 ()3,4,5,. 2 Rn n 里德伯常量：里德伯常量： 1 mR 7 7 = =1 1. .

11、1 10 0 1 10 0 特征特征:（1）巴爾末線系的四條譜線都位于可見光區(qū)。巴爾末線系的四條譜線都位于可見光區(qū)。 （2）除了巴爾末線系，氫原子光譜在）除了巴爾末線系，氫原子光譜在紅外和紫外光紅外和紫外光 區(qū)的其他譜線區(qū)的其他譜線，也都滿足與巴爾末公式類似的關系式。，也都滿足與巴爾末公式類似的關系式。 盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了粒子散射粒子散射 實驗。但經(jīng)典物理學既實驗。但經(jīng)典物理學既無法解釋原子的穩(wěn)定性無法解釋原子的穩(wěn)定性，又，又無法解釋原子光譜的分立特征無法解釋原子光譜的分立特征。 原子核式結構模型原子

12、核式結構模型與與經(jīng)典電磁理論經(jīng)典電磁理論的矛盾的矛盾 核外電子繞核運動核外電子繞核運動 輻射電磁波輻射電磁波 電子軌道半徑連續(xù)變小電子軌道半徑連續(xù)變小 原子不穩(wěn)定原子不穩(wěn)定 輻射電磁波頻率連續(xù)變化輻射電磁波頻率連續(xù)變化 事實上事實上：原子是穩(wěn)定的原子是穩(wěn)定的原子光譜是線狀譜原子光譜是線狀譜 原子光譜為連續(xù)譜原子光譜為連續(xù)譜 電子栽到原子核上電子栽到原子核上 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜 連續(xù)光譜連續(xù)光譜 特征：特征：連續(xù)連續(xù)分布，一切波長的光都有分布，一切波長的光都有 線線狀譜狀譜 （原子光譜）原子光譜） 產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光稀薄氣體發(fā)光形成的光譜形成的光譜 特征：一些特征：一些不連續(xù)的明線不連續(xù)的明線組成，不同元素的明線光組成，不同元素的明線光 譜不同（譜不同（又叫特征譜線又叫特征譜線） 吸收光譜吸收光譜 定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質吸收后產(chǎn)生的光譜定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質吸收后產(chǎn)生的光譜 產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的白光通過