氢原子光谱教案
氢原子光谱教学设计
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解光谱的定义和分类。
2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．了解经典原子理论的困难。
（二）过程与方法
通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。
（三）情感、态度与价值观
培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。
★教学重点
原子光谱的分类
★教学难点
经典理论的困难
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：
多媒体辅助教学设备
★课时安排
1 课时
★教学过程
（一）引入新课
讲述：通过泰坦尼克号中“海洋之心”蓝宝石的鉴定引入新课
（二）进行新课
一、棱镜和光栅的分光原理
1、棱镜的分光原理（结合课件展示）
讨论：为什么用一束很细的光照射三棱镜
2、光栅的分光原理
（1）光栅：由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅。光栅由两种一种是投射光栅，一种是反射光栅。
（2）白光的单缝衍射图样(中央条纹）
二、光谱
1、光谱：复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。
2、连续光谱：有的光谱是连在一起的光带，称为连续光谱。
（1）思考：连续光谱对复色光的成分有什么要求
（2）由炽热的固体、液体或高压气体所发的光都能形成连续光谱
3、线状光谱：有些光谱是一条一条的亮线，称为线状光谱。
（1）思考：线状光谱对光的成分有什么要求
（2）单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱，也叫原子的发射光谱。
（3）由于特定的原子只能发出特定的现状光谱，所以这种原子的线状光谱，也叫它的特征光谱。
4、吸收光谱：实验表明当用连续光谱照射某种原子时，这种原子也会吸收与自己线状光谱中波长相同的
谱线，而使连续光谱中出现一些暗线的光谱，叫这种原子的吸收光谱。吸收光谱也是这种原子的特征光谱。
思考：线状光谱和吸收光谱由什么关系
5、光谱分析：光谱分析法是利用光谱学的原理和实验方法以确定物质的结构和化学成分的分析方法。各种结构的物质都具有自己的特征光谱，光谱分析法就是利用特征光谱研究物质结构或测定化学成分的方法。
思考：给定你某种未知物质，可以采取哪些思路来对其进行光谱分析
思路1：使它发光，观察它的线状光谱，进行分析。
思路2：用连续光谱照射，观察它的吸收光谱，进行分析。
现在我们来共同探讨用光谱分析的方法鉴定“海洋之心”蓝宝石的真伪
小百科：
（1）蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al2O3）。其中三氧化二铝是晶体，透光很好，蓝色的蓝宝石，之所以是蓝色，是由于其中混有少量钛（Ti ）和铁（Fe ）杂质所致。
（2）品相高的蓝宝石的标准吸收光谱：（钛和铁的特征光谱叠加）
三氢原子光谱
1.氢原子光谱:氢原子是自然界中最简单的原子,对它的光谱线的研究获得的原子内部结构的信息,对于研究复杂的原子的结构有指导意义.
从1885年,瑞士的中学教师巴耳末由大量的实验数据分析出氢原子发射的线状谱是按照一定规律组成的若干线系构成的,这些谱线的波长可以用下列表达式表示其满足的规律称为巴耳末公式：
式中R 为一常数,叫做里德伯常量.实验测得R=×107 m-1,n 为大于或等于3的一系列整数.这个公式确定的一组谱线称为巴耳末系,后来在氢原子光谱中的紫外区和红外区又发现了另外的一些谱线,它们的谱线都满足与巴耳末公式类似的关系式.
2.经典理论的困难
按照经典理论原子是不稳定的,原子发光的光谱应为连续谱,事实上原子是稳定的而且发光为线状光谱.
(1)按照卢瑟福的核式结构模型,核外电子受到原子核的引力作用,不可能是静止的,它一定以一定的速度绕核转动,既然电子在运动,它的电磁场就在变化,而变化的电磁场会激发电磁波,也就是说,它将自己绕核转动的能量以电磁波的形式辐射出去.因此,电子转动的系统是不稳定的,电子会失去能量,最后一头栽进原子核,但事实不是这样的,原子是个很稳定的系统.
(2)按照经典的电磁理论,电子辐射电磁波的频率,就是它绕原子核转动的频率,电子的能量越来越小,它离原子核越来越近,周期越来越短,这种变化是连续的,也就是说我们应该得到原子辐射的各种频率的光,即原子光谱应为连续光谱,而实际上我们看到的是分立的线状谱.
原子到底是怎么发光和吸收光的呢
下一节我们将揭开原子发光的面纱。
练习题答案：
1、B
2、AD
3、C
4、AD
5、C
6、BC
7、C 8、AB 9、BC 10、AC 11、BC
12、
13、4
四、小结
五、板书设计 22111()3,4,52R n n λ=-=L
仪器分析[第十章原子吸收光谱分析法]山东大学期末测验知识点复习
仪器分析[第十章原子吸收光谱分析法]山东大学期末测验知识点复习
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第十章原子吸收光谱分析法 1．共振线与元素的特征谱线 基态→第一激发态，吸收一定频率的辐射能量，产生共振吸收线(简称共振线)；吸收光谱。 激发态→基态，发射出一定频率的辐射，产生共振吸收线(也简称共振线)；发射光谱。 元素的特征谱线： (1)各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态→第一激发态：跃迁吸收能量不同——具有特征性。 (2)各种元素的基态→第一激发态，最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。 (3)利用特征谱线可以进行定量分析。 2．吸收峰形状 原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收(具有一定宽度)。 由 I t =I e-Kvb 透射光强度I t 和吸收系数及辐射频率有关。以K v 与v作图得图10一1所示 的具有一定宽度的吸收峰。
3．表征吸收线轮廓(峰)的参数 (峰值频率)：最大吸收系数对应的频率或波长； 中心频率v 中心波长：最大吸收系数对应的频率或波长λ(单位为nm)； 半宽度：△v 0B 4．吸收峰变宽原因 (1)自然宽度在没有外界影响下，谱线仍具有一定的宽度称为自然宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数量级。 多普勒效应：一个运动着的原子发出的光， (2)多普勒变宽(温度变宽)△v 如果运动方向离开观察者(接受器)，则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，高。 (3)劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽(碰撞变宽)△v 由于原子相互碰撞使能 L 量发生稍微变化。 劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。 赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。 (4)自吸变宽空心阴极灯光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，灯电流越大，自吸现象越严重，造成谱线变宽。 (5)场致变宽场致变宽是指外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象，但一般影响较小。 为主。 在一般分析条件下△V 5．积分吸收与峰值吸收 光谱通带0．2 nm，而原子吸收线的半宽度10-3nm，如图10—2所示。 若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0．5％。灵敏度极差。
氢原子光谱_实验报告
氢原子光谱 摘 要：本实验用光栅光谱仪对氢原子光谱进行测量，测得了氢原子光谱巴尔末线系的波长，求出了里德伯常数。最后对本实验进行了讨论。 关键词：氢原子光谱，里德伯常数，巴尔末线系，光栅光谱仪 1. 引言 光谱线系的规律与原子结构有内在的联系，因此，原子光谱是研究原子结构的一种重要方法。1885年巴尔末总结了人们对氢光谱测量的结果，发现了氢光谱的规律，提出了著名的巴尔末公式，氢光谱规律的发现为玻尔理论的建立提供了坚实的实验基础，对原子物理学和量子力学的发展起过重要作用。1932年尤里根据里德伯常数随原子核质量不同而变化的规律，对重氢赖曼线系进行摄谱分析，发现氢的同位素氘的存在。通过巴尔末公式求得的里德伯常数是物理学中少数几个最精确的常数之一，成为检验原子理论可靠性的标准和测量其他基本物理常数的依据。 2. 氢原子光谱 氢原子光谱是最简单、最典型的原子光谱。用电激发氢放电管(氢灯)中的稀薄氢气(压力在102Pa 左右)，可得到线状氢原子光谱。瑞士物理学家巴尔末根据实验结果给出氢原子光谱在可见光区域的经验公式 （1） 式中λH 为氢原子谱线在真空中的波长。 λ0＝364.57ｎｍ是一经验常数。 ｎ取3，4，5等整数。 若用波数表示，则上式变为 （2） 式中ＲH 称为氢的里德伯常数。 根据玻尔理论，对氢和类氢原子的里德伯常数的计算，得 （3） 式中Ｍ为原子核质量，ｍ为电子质量，e 为电子电荷，c 为光速，h 为普朗克常数，ε0为真空 42 2 0-=n n H λλ??? ??-==22 1211~n R v H H H λ)/1()4(23202 42M m ch z me R z += πεπ
物理：新人教版选修3-518.3氢原子光谱(教案)
物理：新人教版选修3-518.3氢原子光谱 (教案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．3 氢原子光谱 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解光谱的定义和分类。 2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。 3．了解经典原子理论的困难。 （二）过程与方法 通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。 （三）情感、态度与价值观 培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。 ★教学重点 氢原子光谱的实验规律
★教学难点 经典理论的困难★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 讲述： 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢它的能量怎样变化呢通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。 （二）进行新课 1．光谱（结合课件展示） 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） 讲述： 光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。 （1）发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
氢原子光谱教学案1
课题：§氢原子光谱 执笔教师：易国强审稿教师： 年级：高二学科：物理周次：备课组长签字： 一、要达成的目标：（用行为指向动词表述） １、了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 ２、知道氢原子光谱的实验规律 ３、知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特性。 二、“教”与“学”的过程：（备课组统一意见后由执笔人抄写、剪贴，再由备课组长签字后制版印刷）（本堂课所用电教手段： 一、光谱 问题1、什么是线状谱，具有什么特点？怎样可以产生？ 问题2、什么是连续谱，具有什么特点？怎样产生的？ 问题3、阅读课本中科学足迹，吸收谱是怎样产生的？ 问题４、各种原子发射的光谱属于以上了哪种光谱，同原子发出的谱线一样吗？ 二、氢原子光谱的实验规律 问题1、气体放电管的工作原理是怎样的？ 问题2、巴耳末系的公式是怎样的？如何理解公式中的n，说明了 氢原子光谱有什么特点？ 除巴耳末系外（可见光区），后来发现了氢光谱在红外区和紫外区的其他 谱线系，也都满足与巴耳末系类似的公式 三、卢瑟福原子核式模型的困难 问题1、经典物理学在解释氢原子光谱时遇到了什么困难 练习 1．下列物质产生线状谱的是() A．炽热的钢水B．发亮的白炽灯 C．炽热的高压气体D．固体或液体汽化成稀薄气体后发光 8．关于巴耳末公式 1 λ＝R( 1 22－ 1 n2)的理解，正确的是() A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱 C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢光谱是线状谱 D．公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱 6．关于太阳光谱，下列说法正确的是() A．太阳光谱是吸收光谱 B．太阳光谱中的暗线是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的 C．太阳光谱中的暗线是太阳光经过地球大气层时形成的 D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素 三、“教”“学”后记： （教师写成败得失和改进措施，学生写学习体会和存在的问题） 备注（教师个 性化教案，学 生学习笔记） 备注（教师个 性化教案，学 生学习笔记）
高中物理选修3-5学案2：18.3 氢原子光谱
18.3 氢原子光谱 问题导学 一、光谱与光谱分析 活动与探究1 1．什么是光谱？为什么线状谱又叫原子的特征光谱？ 2．利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？ 3．线状谱和连续谱的区别是什么？ 4．可以用作光谱分析的是哪种光谱？ 5．吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸汽或气体后产生的，如让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠的蒸汽就能生成钠的吸收光谱。这个光谱背景是明亮的连续光谱。而在钠的标识谱线的位置上出现了暗线。通过大量实验观察总结出一条规律，即每一种元素的吸收光谱里暗线的位置跟它们明线光谱的位置是互相重合的。也就是每种元素所发射的光的频率跟它所吸收的光频率是相同的。太阳光谱是一种吸收光谱，在太阳光谱上有许多暗线，有的同学认为这些暗线表示太阳上含有这些元素，有的同学认为这些暗线是因为地球大气中含有的元素，在太阳光穿过地球大气层时吸收了相应的特征谱线而出现的，你认为呢？ 迁移与应用1 下列说法中正确的是（） A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱 B．各种原子的发射光谱中的明线和它吸收光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乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱 名师点评 各种光谱的特点及成因归纳
活动与探究2 氢原子光谱是怎样获得的？研究氢原子光谱对于探索原子结构有什么意义？ 迁移与应用2 对于巴耳末公式，下列说法正确的是（） A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应 B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长 C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长 名师点评 巴耳末公式只适用于部分氢光谱的规律，在氢光谱中还有其他线系，从公式可以看出氢光谱是不连续的，由于不同原子有自己的特征谱线，因此此公式不适用于其他原子光谱。 当堂检测 1．关于线状谱，下列说法中正确的是（） A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同 C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同 D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同 2．白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靓、紫排列的连续光谱，下列说法不正确的是（） A．棱镜使光增加了颜色 B．白光是由各种颜色的光组成的 C．棱镜对各种色光的折射率不同 D．看到白光是因为发光物体发出了在可见光区的各种频率的光 3．关于光谱，下列说法中正确的是（） A．炽热的液体发射连续谱 B．发射光谱一定是连续谱
第四章原子吸收题解
习题 1 试述原子吸收光谱法分析的基本原理，并从原理、仪器基本结构和方法特点上比较原子发射光谱与原子吸收光谱的异同点。 2 试述原子吸收光谱法比原子发射光谱灵敏度高、准确度好的原因。 3 原子吸收光谱法中为什么要用锐线光源？试从空心阴极灯的结构及工作原理方面，简要说明使用空心阴极灯可以得到强度较大、谱线很窄的待测元素共振线的道理。 4 阐述下列术语的含义：灵敏度，检出线，特征浓度和特征质量。它们之间有什么关系，影响它们的因素是什么？ 5 通常为何不用原子吸收光谱法进行定性分析？应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？ 6 简述光源调制的目的及其方法。 7 解释原子吸收光谱分析工作曲线弯曲的原因。并比较标准曲线法和标准加入法的特点。 8 解释下列名词： （1）原子吸收； （2）吸收线的半宽度； （3）自然宽度； （4）多普勒变宽； （5）压力变宽； （6）积分吸收； （7）峰值吸收； （8）光谱通带。 9 原子吸收光谱分析中存在哪些干扰？如何消除干扰？ 10 比较火焰法与石墨炉原子化法的优缺点。 11 原子荧光产生的类型有哪些？各自的特点是什么？ 12 比较原子荧光分析仪、原子发射光谱分析仪和原子吸收光谱分析仪三者之间的异同点。 13 已知钠的3p 和3s 间跃迁的两条发射线的平均波长为589.2 nm, 计算在原子化温度为2500K 时，处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比。 提示：在3s 和3p 能级分别有2个和6个量子状态，故 32 60 == p p j 解：处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比，由玻耳兹曼方程计算： kT E j j e p p N N ?-= kT c h j e p p λ-= 2500 1038.11058921000.31063.623710 343 6??????- ---=e 41069.1-?= 14 原子吸收光谱法测定某元素的灵敏度为0.01g mL -1 /1%A ，为使测量误差最小，需要得到0.436的吸收值，在此情况下待测溶液的浓度应为多少？ 解：灵敏度表达式为： %1/0044.01-= gmL A c S μ 100.10044 .0436 .001.00044.0-=?=?= gmL A S c μ 15 原子吸收分光光度计三档狭缝调节，以光谱通带0.19, 0.38和1.9 nm 为标度，其所对应的狭缝宽度分别为0.1， 0.2和1.0 mm ，求该仪器色散元件的线色散率倒数；若单色仪
南京大学-氢原子光谱实验报告
氢原子光谱 一．实验目的 1．熟悉光栅光谱仪的性能和用法 2．用光栅光谱仪测量氢原子光谱巴尔末系数的波长，求里德伯常数 二．实验原理 氢原子光谱是最简单、最典型的原子光谱。用电激发氢放电管(氢灯)中的稀薄氢气(压力在102Pa 左右)，可得到线状氢原子光谱。瑞士物理学家巴尔末根据实验结果给出氢原子光谱在可见光区域的经验公式 2 024 H n n λλ=- （1） 式中H λ为氢原子谱线在真空中的波长。0364.57nm λ＝是一经验常数。n 取3,4,5等整数。 若用波数表示，则上式变为 221 112H H R n νλ?? = =- ??? （2） 式中H R 称为氢的里德伯常数。 根据玻尔理论，对氢和类氢原子的里德伯常数的计算，得 () () 242 2 3 0241/Z me Z R ch m M ππε= + （3） 式中M 为原子核质量，m 为电子质量，e 为电子电荷，c 为光速，h 为普朗克常数，0ε为真空介电常数，Z 为原子序数。 当M →∞时，由上式可得出相当于原子核不动时的里德伯常数(普适的里德伯常数)
() 242 2 3 024me Z R ch ππε∞= （4） 所以 () 1/Z R R m M ∞ = + （5） 对于氢，有 () 1/H H R R m M ∞ =+ （6） 这里H M 是氢原子核的质量。 由此可知，通过实验测得氢的巴尔末线系的前几条谱线j 的波长，借助（6）式可求得氢的里德伯常数。 里德伯常数R ∞是重要的基本物理常数之一，对它的精密测量在科学上有重要意义，目前它的推荐值为()=10973731.56854983/R m ∞ 表1为氢的巴尔末线系的前四条波长表 表1 氢的巴尔末线系波长 值得注意的是，计算H R 和R ∞时，应该用氢谱线在真空中的波长，而实验是在空气中进行的，所以应将空气中的波长转换成真空中的波长。即1λλλ?真空空气＝＋，氢巴尔末线系前6条谱线的修正值如表2所示。 表2 真空—空气波长修正值
高中物理 第十八章 原子结构 第3节 氢原子光谱学案 新人教版选修35
第3节氢原子光谱 光谱 1．光谱定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2．分类 (1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱。 (2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱。 3．特征谱线 各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线。 4．光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10_g时就可以被检测到。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．光谱分析可以利用连续光谱。(×) 2．利用光谱分析可以鉴别物质。(√) [释疑难·对点练] 1．光谱的分类 2．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，这就形成了连续谱背景下的暗线。 3．光谱分析 (1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g。 (2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物质的组成成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；③应用光谱分析鉴定食品优劣。 [特别提醒] 某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析。 [试身手] 1．对原子光谱，下列说法不正确的是( ) A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 解析：选B 原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C 正确；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确。故选B。 氢原子光谱的实验规律、经典理论的困难 1．氢原子光谱的实验规律 (1)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。 (2)巴耳末公式：1 λ＝R( 1 22 － 1 n2 )(n＝3,4,5，…)。 (3)巴耳末公式的意义：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。 2．经典理论的困难 (1)核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。 (2)经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。 [辨是非](对的划“√”，错的划“×”) 1．氢原子光谱的实验规律表明氢原子的光谱是连续光谱。(×) 2．由氢原子光谱的实验规律发现，经典物理学无法解释原子光谱的分立特征。(√)
氢原子光谱教案
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5） 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．3 氢原子光谱 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解光谱的定义和分类。 2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。 3．了解经典原子理论的困难。 （二）过程与方法 通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。 （三）情感、态度与价值观
培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。 ★教学重点 氢原子光谱的实验规律 ★教学难点 经典理论的困难 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 讲述： 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢它的能量怎样变化呢通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。 （二）进行新课 1．光谱（结合课件展示） 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）
讲述： 光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。 （1）发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：连续光谱和线光谱。 引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和线光谱 学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做线光谱。线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。 教师讲述：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。如图所示。 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线光谱。线光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，因此线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。
第3章_原子吸收光谱法(练习题)-2008级
第三章原子吸收光谱法 单选题： 1.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？ （1）固体物质中原子的外层电子；（2）气态物质中基态原子的外层电子；（3）气态物质中激发态原子的外层电子；（4）气态物质中基态原子的内层电子。 2. 原子吸收光谱线的多普勒变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 3. 原子吸收光谱线的洛仑兹变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 4. 用原子吸收光度法测定钙时，加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰？（1）磷酸；（2）硫酸；（3）钠；（4）镁。 5. 为了提高石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度，原子化阶段测量信号时，保护气体的流速应： （1）减小；（2）增大；（3）不变；（4）为零。 6. 原子吸收光谱测定食品中微量砷，最好采用下列哪种原子化方法? （1）冷原子吸收；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 7. 原子吸收光谱测定污水中微量汞，最好采用下列哪种原子化方法? （1）化学还原冷原子化法；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 8. 与原子吸收光谱法相比，原子荧光光谱法： （1）要求光源发射强度高；（2）要求光源发射线窄；（3）要求单色仪分辨能力更强；（4）更适宜测高浓度样品。 9. 消除原子吸收光谱分析中的物理干扰一般用： （1）背景校正；（2）光源调制；（3）标准加入法；（4）加入缓冲剂。 10. 石墨炉法原子吸收分析，应该在下列哪一步记录吸光度信号： （1）干燥；（2）灰化；（3）原子化；（4）除残。 11. 作为原子吸收光谱分析的消电离剂，最有效的是： （1）Na；（2）K；（3）Rb；（4）Cs。 12. 空心阴极灯中对发射谱线宽度影响最大的因素是： （1）阴极材料；（2）填充气体；（3）灯电流；（4）阳极材料。 13. 原子吸收分析中，吸光度最佳的测量范围是：
(完整word版)原子吸收光谱定量分析方法
原子吸收定量分析方法 一、定量分析方法(P145) (1)标准曲线法： 配制一系列浓度不同的标准溶液，在相同测定条件下，测定标准系列溶液和待测试样溶液的吸光度，绘制A-c标准曲线，由待测溶液的吸光度值在标准曲线上得到其含量。 (2) 标准加入法 当试样组成复杂，待测元素含量很低时，应采用标准加入法进行定量分析。 取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入 不同量的待测物的标准溶液（cO）: 浓度依次为：cX ，cX+cO ，cX+2cO ，cX+3cO ，cX+4cO … 分别测得吸光度为：AX ，A1 ，A2 ，A3 ，A4 … 直线外推法：以A对浓度c做图得一直线，图中c X点即待测溶液浓度。 (3)稀释法： (4)内标法： 在标准试样和被测试样中，分别加入内标元素，测定分析线和内标线的吸光度比，并以吸光度比与被测元素含量或浓度绘制工作曲线。 内标元素的选择：内标元素与被测元素在试样基体内及在原子化过程中具有相似的物理化学性质，样品中不存在，用色谱纯或者已知含量 二、灵敏度和检出限 (1)灵敏度 1、定义： 在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量(ΔA)与相应的待测元素浓度(或质量)的增量(Δc 或Δm)的比值（即分析校正曲线的斜率） PS:习惯上用特征浓度和特征质量表征灵敏度 2、特征浓度 定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量浓度定义为元素的特征浓度 3、特征质量 定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量定义为元素的特征质量。 (2)检出限 定义： 适当置信度下，能检测出的待测元素的最低浓度或最低质量。用接近于空白的溶液，经若干次重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。
高中物理氢原子跃迁与氢原子光谱
氢原子跃迁与氢原子光谱 玻尔原子理论第三条假设的“跃迁’指出：原子从一个定态(设能量为En ）跃迁到 )时．它輻射和吸收一定频率的光于．光子能量由这两个定态另一种定态(没能量为E K 能量差决定，即hυ=En-Ek 若原于原来处于能级较大的定态——激发态．这时原子处于不稳定的能量状态，一有机会让会释放能量．回到能量较小的激发态或基态（能级最小的定态)．这一过程放出的能量以放出光于的形式实现的，这就是原于发光原因。可见原子发光与能级跃迁有必然联系。对于氢原子它们对应关系如上图所示，从图可知当电子从n＝3、4、5、6这四个激发态跃迁到n＝2的激发态时，可得到可见光区域的氢原子光增，其波长"入"用下列公式计算 hc/入=E (1/n2-1/n2) 1 其中n=3,4,5,6．相应波长依次为: h α=656.3nm,hβ=486.1nm,hδ=434.1nm,hγ=410.1nm. 它们属于可见光，颜色分别为红、蓝、紫、紫。组成谱线叫巴耳末线系；若从n＞1的激发态 跃迁到基态，放出一系列光子组成谱线在紫外区，肉眼无法观测,叫赖曼线系.....。 当原子处于基态或能级较低的激发态向高能级跃迁，必须吸收能量。这能量来源有
两种途径。 其一、吸收光子能量、光子实质上是一种不连续的能量状态。光的发射与吸收都是一份一份的，每一份能量E=hυ叫光子能量．光子能量不能被分割的。因此原子所吸收的光子只有满足hυ=En-Ek时，才能被原子吸收，从En定态跃迁到Ek定态。若不满足hυ=En-Ek的光子均不被吸收，原子也就无法跃迁。 例如用能量为123eV的光子去照射一群处于基态的氢原子．下列关于氢原子跃迁的说法中正确的是（） 1）原子能跃迁到n=2的轨道上;2）原子能跃迁到n＝3的轨道； 4）原子能跃迁到n=4的轨道上;3）原子不能跃迁。 通过计算可知E 1-E 2 ＝10.2eV＜I2.3ev；E 3 －E 1 ＝12.09ev＜12.3eV,E 4 一E 1 =12.75eV ＞12.3eV，即任意两定态能级差均不等于12.3eV．此光子原子无法吸收。答案D）正确。 其二、吸收电子碰撞能量。夫兰克——赫兹实验指出：当电子速度达到一定数值时，与原子碰撞是非弹性的，电子把一份份能量传给原子，使原子从一个较低能级跃迁到较高能级，原子从电子处获得能量只能等于两定态能量差。电子与光子不同．其能量不是一份一份的只要人射电子能量大于或等于两定态能量差． 均可使原子发生能级跃迁。 例如,已知汞原子可能能级如下图所示,一个自由电子总能量为9.0电子伏与处 于基态的汞原子发生碰撞，已知碰撞过程中不计汞原子动能变化，则电子剩余能量为（）（A）0.2eV；（B）1.4eV（C）2.3eV（D）5.5eV． 因为E 2-E 1 =4.9ev＜9.0eV,E 3 -E 1 ＝7.7eV＜9.0ev,E 4 -E 1 ＝8.8ev＜9.0ev. 满足人射电子能量大于两定态能量差 .处于基态汞原子分别吸收电子部分能量跃迁到n= 2、3．4能级,而电子剩余能量分别为4.1ev,1.3ev,0.2ev,只选项（A）正确。 摘自《物理园地》
人教版高中物理选修3-5学案设计-第十八章第三节氢原子光谱
第三节氢原子光谱 【素养目标定位】 ※了解光谱的定义与分类 ※理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系 ※了解经典原子理论的困难 【素养思维脉络】 课前预习反馈 教材梳理·夯基固本·落实新知知识点1光谱 1．定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按__波长__展开，获得__光的波长__(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2．分类 (1)线状谱：由__一条条的亮线__组成的光谱。 (2)连续谱：由__连在一起__的光带组成的光谱。 3．特征谱线 各种原子的发射光谱都是__线状谱__，且不同原子的亮线位置__不同__，故这些亮线称为原子的__特征__谱线。 4．光谱光析 由于每种原子都有自己的__特征谱线__，可以利用它来鉴别__物质__和确定物质的__组成成分__，这种方法称为光谱分析，它的优点是__灵敏度__高，样本中一种元素的含量达到__10－10_g__时就可以被检测到。 知识点2氢原子光谱的实验规律 1．光的产生 许多情况下光是由原子内部__电子__的运动产生的，因此光谱研究是探索__原子结构__的一条重要途径。
2．巴耳末公式 1 λ ＝__R ????122－1n 2__(n ＝3,4,5…) 3．巴耳末公式的意义 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。 知识点3 经典理论的困难 1．核式结构模型的成就 正确地指出了__原子核__的存在，很好地解释了__α粒子散射实验__。 2．经典理论的困难 经典物理学既无法解释原子的__稳定性__又无法解释原子光谱的__分立特征__。 思考辨析 『判一判』 (1)各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应。(×) (2)炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。(√) (3)巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的。(√) (4)分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素。(√) (5)经典物理学可以很好地应用于宏观世界，也能解释原子世界的现象。(×) 『选一选』 (多选)关于巴耳末公式1λ＝R (122－1 n 2)(n ＝3,4,5…)的理解，正确的是( AC ) A ．此公式只适用于氢原子发光 B ．公式中的n 可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的 C ．公式中的n 是大于等于3的正整数，所以氢原子光谱不是连续的 D ．该公式包含了氢原子的所有光谱线 解析：巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故A 正确，D 错误；公式中的n 只能取不小于3的正整数，B 错误，C 正确。 『想一想』 能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？ 答案：不能。月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，对月光进行光谱分析确定的并非月球的组成成分。
实验2 氢原子光谱的观察与测定
实验2 氢原子光谱的观察与测定 每一种原子都有其特定的线状光谱线。氢原子的光谱线最为简单，且具有明显的规律。测定氢原子可见光谱线的波长对认识原子的分离能级、以及由于能级间的跃迁而产生的光辐射的规律起着重要作用。本实验用读谱仪测量氢原子可见谱线的波长，并通过巴耳末公式推算出氢原子的里德伯常数。 【实验目的】 （1）观察氢原子的可见光谱。 （2）了解读谱仪的结构，掌握读谱仪的调节与使用方法。 （3）通过测量氢原子可见光谱线的波长，验证巴耳末公式的正确性。 （4）准确测定氢原子的里德伯常数。 （5）理解曲线拟合法的意义。 【仪器用具】 WPL —2型读谱仪，氢谱光源，氦氖谱光源，会聚透镜。 【仪器介绍】 整个实验的装置简图如图1所示。 读谱仪是由棱镜摄谱仪改进设计而成。它是利用棱镜分光在物镜上观察光谱的光学仪器。其结构大致可以分为三部分：平行光管系统、色散系统、接收系统。 （1）平行光管系统 平行光管系统包括入射狭缝和入射物镜。入射物镜的作用是使入射狭缝发出的光线变成平行光，所以入射狭缝应放在入射物镜的焦平面上。 （2）色散系统 色散系统实际上就是一个恒偏向棱镜，如图2所示。 它的作用是将光束分解，使不同波长的单色光束沿不同 的方向射出。符合最小偏向角条件的单色光，其入射光束和出射光束的夹角为900。 （3）接收系统 接收系统由出射物镜及放在该物镜焦平面上的目镜组成。不同方向的单色光束经出射物镜聚焦，在其焦平面上得到连续或不连续的依照波长次序排列的入射狭缝的单色像，即光谱。调节光谱的位置时，可以使用水平方向左右移动的手轮、丝杠、滑块、导轨和支架，还包括读出目镜位置用的标尺和100分度的手轮刻度。 手轮转一圈平移mm 1，每分度mm 01.0，要求估读到 1.0分度。目境内的叉丝用来对准被测谱线的中心。 【实验原理】 图 1 图2
专题133 原子结构 氢原子光谱教学案 2017年高考物理一轮复习资料原卷版
1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱. 2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题. 1．原子的核式结构 (1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。 (3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 (1)光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。 (2)光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 (3)氢原子光谱的实验规律 111????nRR－是里德伯3,4,5巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝(，…)，＝，22n??2λ7－1nR＝1.10×10 m，为量子数。常量， 3．玻尔理论定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核(1) 运动，但并不向外辐射能量。跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个(2)34－hhEEh定态的能量差决定，即ν＝J·s) ＝6.63×10－是普朗克常量，(。nm (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 4．氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级
2019_2020学年高中物理第3章第3节氢原子光谱教案粤教版选修3_5
第三节氢原子光谱 [学习目标] 1.了解氢原子光谱的特点．(重点)2.知道巴耳末公式及里德伯常量．(重点)3.了解原子光谱及光谱分析的应用． 一、氢原子光谱的巴耳末系及其他线系 1．巴耳末系 (1)公式：1 λ＝R? ? ?? ? 1 22 － 1 n2. (式中n＝3,4,5,6…，R＝1.097×107 m－1) (2)巴耳末系：符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系． 2. 其他线系：在紫外区、红外区、近红外区发现了氢原子的其他线系，分别是莱曼系(紫外区)、布喇开系(红外区)、普丰德系(红外区)、帕邢系(近红外区)． 3．广义巴耳末公式 1λ＝R? ? ?? ? 1 m2 － 1 n式中 m，n均为正整数且n>m. 二、原子光谱 1．原子光谱 (1)某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称之为原子光谱． (2)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．不同的原子，其原子光谱均不相同，因而，原子光谱被称为原子的“指纹”． 2．光谱分析及应用 (1)光谱分析应用的两种光谱 ①明线光谱：它是稀薄气体发光直接产生的． ②吸收光谱：它是当白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的． ③实验表明：原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即原子只能释放出某种特定频率的光，也只能吸收某种特定频率的光，而且释放的光和吸收的光的频率是相同的． (2)光谱分析 ①通过对光谱的分析鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素． ②优点：灵敏度高．
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，再通过分光镜观察光谱．(√) (2)氢原子受激发只能发出几种特定频率的光，它的光谱是连续的亮线． (×) (3)n大于6的符合巴耳末公式的光谱线大部分在紫外区．(√) (4)原子光谱的谱线是一些分立的亮线，是不连续的．(√) (5)每种原子都有自己特定的原子光谱．不同的原子其原子光谱不相同，其亮线位置不同，即特征谱线不同．(√) 2．氢是自然界中最简单的元素，下列关于氢原子光谱的说法正确的是( ) A．氢原子光谱是连续谱 B．氢原子光谱是氢原子的特性谱线 C．经典物理学可以解释氢原子光谱 D．不同化合物中的氢的光谱不同 B [原子光谱是线状谱，只能是一些分立的谱线，不是连续谱，A选项错误；不同原子的原子光谱是不同的，氢原子光谱是氢原子的特性谱线，明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线，可以进行元素的光谱分析，B选项正确；经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特性，C选项错误；不同化合物中的氢的光谱相同，氢原子光谱是氢原子的特性谱线，D选项错误．] 3．对于巴耳末公式下列说法正确的是( ) A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应 B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长 C．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光 D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长 C [氢原子能级跃迁发出一系列不同频率的光子，巴耳末系表示的是发出的光子中的可见光部分，其中包括紫外线部分，C选项正确．] 显的规律性． 2．巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，1 λ＝R? ? ?? ? 1 22 － 1 n2 n＝3、4、5、
原子吸收光谱法的研究现状及展望
原子吸收光谱法的研究现状及展望 *** 天津科技大学化工与材料学院天津 300457 摘要：本文简要概述了原子吸收光谱法的发展历程，阐述了原子吸收光谱法的优缺点和基本原理，综述了原子吸收光谱法在现代分析检测技术中的最新进展并做了展望。 关键词：原子吸收；分析；现状 自美国Perkin-E1mer公司1961年推出了世界上第一台火焰原子吸收分光光度计到第一台商品石墨炉的推出，从横向交变磁场到纵向交变磁场塞曼背景校正，从纵向加热石墨炉到横向加热无温度梯度石墨炉，从光电倍增管到半导体固态检测器……原子吸收光谱仪的发展跨越了一个又一个的里程碑[1]。 近年来，随着科研水平的不断提升，对仪器分析的高效性、精密性和便捷性提出了更高的要求，仪器分析的水平也在不断提升。原子吸收光谱分析法凭借其诸多优势，已成为普及程度最高的仪器分析方法之一。 1.原子吸收光谱法的特点 原子吸收光谱法以其高效精密的分析方法，成为普及度最高的仪器分析方法之一，它具有以下诸多优点[2-3]: 1)高精密度。火焰原子吸收法的精密度可达1%-2%，石墨炉原子化法的灵敏度高达 10-12g。 2)高灵敏度。火焰原子吸收可测质量浓度mg/L～μg/L级的金属，是目前最灵敏的 分析方法之一。 3)测定元素广泛。采用空气-乙炔火焰可测定近70种元素。 4)谱线简单。干扰少，选择性好，多数情况下可不经分离除去共存成分而直接测定。 5)操作简便快捷。自动进样每小时可测数百个样品，即使手工操作每小时也可测数十 个样品。 原子吸收光谱也存在一定的缺陷。比如，它不能对多种元素同时分析，对难溶元素的测定灵敏度也不十分令人满意，对共振谱线处于真空紫外区的元素，如P、S等还无法测定。
钠原子氢原子光谱
实验二十 钠原子光谱 引言 研究元素的原子光谱，可以了解原子的内部结构，认识原子内部电子的运动，并导致电子自旋的发现。钠原子是一个多电子原子，原子序数为11，既有稳定的满内壳层，又有自由电子，既存在着原子核和电子的相互作用，又存在着电子之间的相互作用，还有电子自旋运动与轨道运动的相互作用，其光谱结构比较简单，即可用吸收光谱，也可用发射光谱进行研究，在激光光谱日益发展的今天，钠光谱仍是深入研究的对象之一。 一、实验目的 1、WGD-8型组合光栅光谱仪拍摄钠原子光谱的实验方法； 2、测定钠光谱线的波长，通过里德伯关系计算钠原子能级和量子亏损，并绘出能级图。 二、实验原理 在原子物理中，氢原子光谱的规律告诉我们：当原子在主量子数为2n 与1n 的上下两能级间跃迁时,它们的谱线波数可以用两光谱项之差表示： 22 21~n R n R ?=ν, (1) 式中R 为里德伯常量(109 677.581?cm )．当21=n ，2n ＝3，4，5，…，则为巴尔末线系。 对于只有一个价电子的碱金属原子(Li ，Na ，K ，…)，其价电子是在核和内层电子所组成的原子实的库仑场中运动，和氢原子有点类似。但是，由于原子实的存在，价电子处在不同量子态时，或者按轨道模型的描述，处于不同的轨道时，它和原子实的相互作用是不同的。因为价电子处于不同轨道时，它们的轨道在原子实中贯穿的程度不同，所受到的作用不同。还有，价电子处于不同轨道时，引起原子实极化的程度也不同。这二者都要影响原子的能量。即使电子所处轨道的主量子数n 相同而轨道量子数l 不同，原子的能量也是不同的，因此原子的能量与价电子所处轨道的量子数n 、l 都有关，轨道贯穿和原子实极化都使原子的能量减少，量子数l 越小，轨道进入原子实部分越多，原子实的极化也越显著，因而原子的能量减少得越多。与主量子数n
氢原子光谱导学案
【教学目标】 1．知道光谱、线状谱、连续谱、特征谱线的概念。 2．知道利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成。 3．了解玻尔原子模型及能级的概念。 4．理解原子发射和吸收光子频率与能级差的关系。 【知识要点1】 1.光谱：用光栅或棱镜把光按________展开，获得光的________和强度分布的记录，即光谱。 2．有些光谱是一条条的亮线，把它们叫做________，这样的光谱叫做________谱，有的光谱看 起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，我们把它叫做________谱。 3．各种原子的发射光谱都是________谱，说明原子只发出几种________的光。不同原子的亮线 位置不同，说明不同原子的发光________是不一样的，因此这些亮线称为原子的________谱线。 4．每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来________物质和确定物质的________，这种方 法称为光谱分析。 物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类： (1)发射光谱：物质直接发出的光通过分光后产生的光谱。它可分为连续光谱和明线光谱(线状光谱)。 ①连续光谱：由连续分布的一切波长的光(单色光)组成的光谱。炽热的固体、液体和高压气体 的发射光谱是连续光谱。如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都是连续光谱。 ②明线光谱：只含有一些不连续的亮线的光谱。它是由游离状态的原子发射的，因此也叫原子 光谱。稀薄气体或金属的蒸气的发射的光谱就是明线光谱。实验证明，每种元素的原子都有一定特 征的明线光谱。 (2)吸收光谱：高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生 的光谱。这种光谱的特点是在连续光谱的背景上由若干条暗线组成的。 【例1】对原子光谱，下列说法正确的是( ) A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 【例2】．太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线。产生这些暗线的原因是由于( ) A．太阳表面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．太阳内部存在着相应的元素 【知识要点2】 1.由玻尔的原子理论可知，电子的轨道是________的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的， ________电磁辐射。 2．由玻尔的原子理论可知，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫做________。原子 中这些具有确定能量的稳定状态，称为________。 3．基态和激发态：能量____________的状态叫做基态，________的状态叫做激发态。 4．按照玻尔的观点，当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m>n)时，会放出能量为________的光子，这个光子的能量由前后两个能级的________ 决定，即hν＝________，这个式子称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子吸收光子时会从 较低的能量态跃迁到较高的能量态，________的光子的能量同样由频率条件决定。 5．当原子处于不同的状态时，电子在各处出现的概率是________的。如果用疏密不同的点子表 示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像云雾一样，可以形象地称做________。 6．玻尔原子理论的基本假设 1）．轨道量子化与定态假设的内容 (1)轨道量子化：玻尔认为在库仑力的作用下，原子中的电子围绕原子核做圆周运动，服从经 典力学规律，但是电子的轨道半径不是任意的，只有当半径的大小符合一定条件时，这样的轨道才 是可能的，即电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。 (2)能量量子化：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具 有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。这些量子化的能量值叫做能级。 (3)定态：原子具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫 做激发态。 2）．频率条件 (1)电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En)时， 会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量)，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即h ν＝Em－En(m>n)。这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。 (2)当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率 条件决定。 【典型例题】 【例1】关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( ) A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态不是连续的 C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的 【例3】一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1＞ν2＞ν3，则( ) A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1 B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2 C．ν1＝ν2＋ν3 D．hν1＝hν2＋hν3 【例4】关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C．它完全抛弃了经典的电磁理论 D．它引入了普朗克的量子理论 能级跃迁的规律及理解