高中物理第三章原子结构之谜第三节氢原子光谱自我小测
高中物理第2章原子结构3光谱氢原子光谱自我小测教科版选修35
光谱氢原子光谱1 对于光谱，下边说法中正确的选项是()A．火热的液体发射连续光谱B．太阳光谱中的暗线说明太阳内部缺乏与这些暗线相对应的元素C．明线光谱和汲取光谱都能够对物质成分进行剖析D．发射光谱必定是连续光谱2 太阳光谱中有很多暗线，它们对应着某些元素的特点谱线，产生这些暗线是因为()A．太阳表面大气层中缺乏相应的元素B．太阳内部缺乏相应元素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3 在焚烧的酒精灯芯上放一些盐，而后用弧光灯发出的白光照耀，就能获得()A．钠的明线光谱B．钠的汲取光谱C．钠的连续光谱D．还是白光的连续谱4 月亮的光经过分光镜所获得的光谱是()A．连续光谱B．汲取光谱C．明线光谱D．原子光谱5 以下说法正确的选项是()A．进行光谱剖析能够使用连续光谱，也能够用汲取光谱B．光谱剖析的长处是特别敏捷并且快速C．剖析某种物质的化学成分能够使这类物质发出的白光经过另一种物质的低温蒸气获得汲取光谱进行剖析D．摄下月亮的光谱能够剖析出月球上有哪些元素6 对于太阳的光谱，以下说法正确的选项是()A．连续光谱C．研究太阳光，能够认识太阳大气的物成分D．研究太阳光，能够认识地球大气的物成分7 对于光，以下法正确的选项是()A．全部光源出的光都是B．全部光源出的光都是状C．稀疏气体出的光是状D．做光剖析，利用和状都能够物和确立物的化学成分8 对于光和光剖析，以下法中正确的选项是()A．太阳光和白灯光都是明光B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃的蒸气生的光都是明光C．行光剖析，能够利用明光，不可以用光D．我察月亮射来的光，能够确立月球的化学成119 原子光除了巴末系外，有曼系、帕邢系等，此中帕邢系的公式λ ＝RH(32－17－1n2)(n＝4,5,6，⋯)，RH＝× 10 m，若已知帕邢系的原子光在外地区，求：(1)n ＝ 6 ，的波．(2) 帕邢系形成的在真空中的波速多少？n＝6 ，播率多大？参照答案1 分析：的固体、液体以及高气体的光，是由散布的包含全部波的光成的，种光叫做光；射光包含光和状．答案： AC2 分析：太阳光是汲取光，物体出的白光，通温度低的物，某些波的光被物汲取后形成的光．答案： C4 分析：月亮的光是反射太阳的，太阳的光是汲取光．答案： B5 分析：行光剖析只好用特点，不是特点，不可以行光剖析， A ；C 剖析的是低温蒸气元素的特点；D 剖析的是太阳的光，不可以确立月球的元素．答案： B6 分析：物体出的白光，通温度低的物，某些波的光被物汲取后形成的光叫做汲取光，太阳的光就是汲取光．研究汲取光认识的是太阳大气的物．答案： BC7 分析：物体光的射光分和状，A、 B ；做光剖析可使用汲取光也能够使用状， D ．答案： C8 分析：太阳光是汲取光，白灯的光光， A ．霓虹灯和燃的蒸气生的光是明光， B 正确．光剖析能够用明光，也能够用汲取光，C正确．月亮反射的是太阳光，不可以确立月亮的化学成分， D ．答案： BC1119 分析： (1) 由帕邢系公式λ＝ RH(32－n2)(n ＝ 4,5,6 ，⋯ ) ，n＝6 ，得λ＝× 10 －6 m.(2)帕邢系形成的在外地区，而外属于磁波，在真空中以光速播，故波速8λν c 3×10814光速 c＝3×10m/s ，由 v＝T＝λν，得ν＝λ＝λ＝×10－ 6Hz ＝× 10Hz.答案： (1) ×10 －6 m(2) ×10 14 Hz。
近代物理实验-氢原子光谱
近代物理实验——氢原子光谱一、 实验简介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的测量结果,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.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,成为检验原理论可靠性的标准和测量其它基本物理常数的依据.原子光谱的观测，为量子理论的建立提供了坚实的实验基础。
Johannes Rober Rydberg Johann Jakob Balmer 1825 ～1898 1854～1919瑞士数学兼物理学家 瑞典物理学家、数学家，光谱学的奠基人之一二、 实验目的1.测量氢原子光谱中巴尔末线系的几条谱线的波长，并将在空气中的波长修正为真空中的波长。
2.测量计算各谱线的里德伯常数RH ，并求其平均值或用线性拟和的方法求出RH 。
3.学习多功能组合光谱仪的使用。
三、实验原理在量子化的原子体系中，原子能量状态1E ,2E …为一系列分立的值，原子的每一个能量状态称为原子的一个能级。
原子的最低能级称为原子的基态，高于基态的其余各能级称为原子的激发态。
处于高能级的原子，总是会自发跃迁到低能级，并发射出光子。
设光子能量为ε ，频率为ν，高能级为2E ，低能极为1E ，则2121,.E E h E E hενν-==-=由于原子能级是分立的，所以原子由高能级向低能级跃迁时，会发射一些特定频率的光子，在分光仪上表现为一条条分立的光谱线，称为“线状光谱”或“原子光谱”。
波长λ的倒数是波数，它的值由巴耳末公式决定。
对于H 原子有2212111,H HR n n λ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭（2-1-1）式中H R 为H 原子的里德伯常量，H R =1.096776⨯107m-1。
第三节：氢原子光谱上课
人教版物理·选修3-5
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2．几种光谱的比较
比较 光谱
产生条件
光谱形式
应用
一些不连续的明线组成，
线状光谱 稀薄气体发光形成的光谱 不同元素的明线光谱不同 可用于光谱分析
(又叫特征光谱)
炽热的固体、液体和高压 连续分布，一切波长的光
连续光谱
不能用于光谱分析
气体发光形成的
都有
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探究一：光谱分析法
（二）线状谱
1、实验器材
2、实验结果
探究一：光谱分析法
（二）线状谱
稀薄气体
金属蒸气
探究一：光谱分析法
4、不同线状谱的异同：
（1）各种原子的发射光谱都是 线状谱 （2）原子只发射几种特定频率 的光 （3）不同原子的发光频率是 不一样的
探究一：光谱分析法 思考：烟花中的五颜六色是什么原理呢？
这个公式打开了光谱奥秘的大门。找到了译解原子“密 码”的依据。
探究三：经典理论的困难
• 1、矛盾一：无法解释原子的稳定性 • 2、矛盾二：无法解释原子光谱的分立性
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定
事实上： 原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
辐射电磁波频率只是 某些确定值
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第一：每一个n值分别对应一条谱线。 n的两层含义：
第二：n只能取正整数3，4，5······，不能 取连续值，说明了原子光谱波长的分立特 性（线状谱）。 除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光区 的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式.
探究二：氢原子光谱的实验规律
三、实验结论：
高中物理 第三章 原子结构之谜 第二节 原子的结构自我小测 粤教版选修3-5(2021年最新整理)
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原子的结构1在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( ）A．万有引力 B．库仑力 C．磁场力 D．核力2在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况（）A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统的能量很小D．所受金原子核的斥力最大3关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是…()A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等4如图3－2－5所示，X表示金原子核，α粒子射向金核时被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能是图中的（）图3－2－55在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( ）A．原子的正电荷和几乎全部质量集中在一个核上B．原子内部很“空旷”，原子核很小C．正电荷在原子中是均匀分布的D．电子对α粒子的作用很强6下列对原子结构的认识中，错误的是（)A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约为10－10 m7高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图3－2－6所示，实线表示α粒子运动的轨迹,虚线表示重核形成电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度为v a、v b、v c，则其关系为( ）图3－2－6A．v a＜v b＜v c B．v c＜v b＜v a C．v b＜v a＜v c D．v c＜v a＜v b参考答案1解析：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点．α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增加;两者相距最近时，动能最小,电势能最大,总能量守恒；根据库仑定律，距离最近时斥力最大．答案：AD2解析:电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子不起作用，A正确．α粒子发生了大角度偏转,说明原子核的正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误．答案：ABC3解析：离金核越远的α粒子受到的斥力越小．答案：D4解析:只有原子的正电荷全部集中在一个核上，并且几乎全部质量都集中在这个核上才会使α粒子在很强的库仑力作用下发生大角度偏转，A对．由于只有少数α粒子发生大角度偏转，绝大多数α粒子仍沿原来方向前进，所以可以判断,原子核很小，只有少数α粒子才能正对着它射入而被反射弹回，也可以断定原子内部十分“空旷”,B对．如果正电荷在原子中均匀分布，α粒子射入原子后不会受到很大的库仑力而发生大角度偏转，C错．电子的质量很小,对α粒子的作用十分微弱，几乎不会改变α粒子的运动状态，D错．答案：AB5解析：卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆生模型，提出了原子的核式结构学说,并估算出原子核直径的数量级为10－15 m、原子直径的数量级为10－10 m,原子是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷"的．核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D。
高中物理 4.1原子核结构探秘自我小测 沪科版选修35
原子核结构探秘1人们是通过下列什么物理事实知道了原子核有复杂的结构的( )A．X射线的发现 B．α粒子散射实验C．电子的发现 D．天然放射性现象的发现2关于质子与中子，下列说法正确的是( )A．原子核由质子和中子构成B．质子和中子统称为核子C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在3某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法中正确的是( )A．原子核的质子数为Z，中子数为AB．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z4同位素是指( )A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D中子数相同而核子数不同的原子5原子核的表示符号为A Z X，下列说法正确的是( )A．原子核的质量数为Z B．原子的质量数为AC．原子的质量数为Z D．原子核的质子数为Z6三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦(42He)，则下面说法正确的是( )A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核的质量数大3D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍7天然放射现象的发现揭示了( )A．原子不可再分 B．原子的核式结构C．原子核还可再分 D．原子核由质子和中子组成81919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________。
图中A为放射源发出的______粒子，B为______气。
该实验的核反应方程为：______＋______→17 8O＋______。
9现在，科学家们正在设法探寻“反物质”。
所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反，据此，若反α粒子，它的质量数为____________，电荷数为__________________。
高中物理第三章原子结构之谜第三节氢原子光谱导学案粤教选修
第三节氢原子光谱班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1．了解氢原子光谱的特点.2．知道巴耳末公式及里德伯常量.3．了解原子光谱及光谱分析的应用．二、重点难点1．原子光谱的特点.2．原子光谱及光谱分析三、问题导学1．什么叫光谱？光谱分为哪几类？产生原因分别是什么？2．氢原子光谱有什么特征？四、自主学习（阅读课本P56-59页，《金版学案》P55-56知识点1）1．完成《金版学案》P55预习篇1、2、3.五、要点透析（见《金版学案》P55-56知识点1）1．发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱分两类：连续光谱和明线光谱。
（1）连续光谱：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。
如下图所示。
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。
（2）明线光谱：只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱，简称为线状谱。
各条谱线对应不同波长的光，如下图所示。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。
线状谱是由游离状态的原子发射的。
每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此线状谱的谱线也叫原子的特征谱线。
先学案2．吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
如下图示。
3．光谱分析由于各种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别和确定物质的化学组成。
如果在某种物质的线状谱或吸收光谱中出现了若干种元素的特征谱线，表明该物质中含有这种元素的成分，这种对物质进行化学组成的分析和鉴别方法称为光谱分析。
可以用作光谱分析的原子光谱主要有两种：一种是明线光谱，另一种是吸收光谱。
4．氢原子光谱（1）氢原子光的巴尔末系巴耳末对可见光区的4条谱线做了分析，发现这些谱线的波长可用公式表示⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221211n R λ n=3,4,5,6… 其中711.09710R m -=⨯为里得伯常量 用此公式计算结果与实际基本符合，说明此公式能反映氢光谱的规律。
物理选修3-5原子结构之谜
原子结构之谜一、知识点总结1、1858年德国科学家普吕克尔发现了阴极射线：在一个被抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色的荧光，这种期奇妙的射线被称为阴极射线。
2、汤姆生对阴极射线等现象的研究中发现了电子，揭示了原子内部有着更深层次的结构，打破来传统的“原子不可分”的观念。
3、探究阴极射线阴极射线的带负电粒子实际就是电子，阴极射线的本质是高速电子流。
4、原子结构的认识过程（1）汤姆生首先提出葡萄干布丁模型（2）α粒子散射实验（3）1911年，卢瑟福提出原子的核式结构的模型：原子的中心有一个带有正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转。
原子核的质量几乎集中了原子的全部质量，但它的半径却非常小，仅相当于原子半径的万分之一。
5、对模型的理解：模型不是真实情况（实物）的精确复制品，建立模型的过程中，往往是忽略一些次要的因素，留下一些能够反映原物本是的主要因素。
6、原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称为原子光谱。
是了解原子性质的最重要的直接证据。
原子光谱是分立的亮线，是不连续的。
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，故原子光谱被称为原子的“指纹”。
我们通过对光谱的分析鉴别不同的原子，确定物体的化学组成，发现新元素。
注意：用分光镜观察氢原子光谱，要尽量缩短时间以延长光谱管的寿命。
7、氢原子光谱在可见光区有四条分立的谱线。
可见氢原子受激发只能发出几种特定频率的光。
四条谱线的波长满足巴尔末公式：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221211n R λ，n =3，4，5，6 … R 为里德伯常量。
符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系。
8、广义巴尔末公式：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=22111n mR λ，其中m 和n 均为正整数，且n ＞m 或者)()(1n T m T -=λ，式中2)(m R m T = ，2)(n R n T =称为光谱项 谱线波长的倒数可以表示为两光谱项之差。
高中物理人教版选修3—5第十八章原子结构第3节：氢原子光谱(共27张PPT)
原子光谱的不连续性反映出电子轨道的不 连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的 结构。
光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，一 种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到它 的光谱．因此光谱分析可以用来确定样品中包含 哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能确 定遥远星球的物质成分．
课堂测试
1. 在实际生活中，我们可以通过光谱分析来鉴别
物质和物质的组成成分。例如某样本中一种元素的
含量达到 10─10 g 时就可以被检测到。那么我们是
通过分析下列哪种谱线来鉴别物质和物质的组成成
分的 ( BC )
A. 连续谱
B. 线状谱
C. 特征谱线
D. 任意一种光谱
2 . 下列说法正确的是 ( BD )
一.光谱
早在17世纪，牛顿就发现了日光通 过三棱镜后的色散现象，并把得到的 彩色光带叫做光谱。
.光谱
光谱：复色光通过色散系统（如光栅、棱镜） 进行分光后，依照光的波长（或频率）的大小 及强度顺次排列形成的图案。
由于不同颜色的光对应的频率不同， 所以光谱全称叫做光学频谱。
一.光谱
1.连续谱：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。 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。
2.吸收光谱：
特点：在连续谱上缺失了某些成份的光 成因：高温物体发出的白光（其中包含连续分 布的一切波长的光）通过某种低温物质时，部 分波长的光被吸收后产生的光谱，叫做吸收光 谱。
3.发射光谱与吸收光谱的对应关系？
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的 原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气 体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。 因此吸收光谱中是暗谱线，也是（吸收物质）原子的特 征谱线。
物理选修3-5 氢原子光谱练习+答案解析
第三节 氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.一、氢原子光谱的实验规律[导学探究] 如图1所示为氢原子的光谱.图1(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？ 答案 (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：1λ＝R (122－1n2)，n ＝3,4,5，…[知识梳理] 1.氢光谱的获得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，通过分光镜观察氢原子的光谱. 2.光谱的特点(1)氢原子光谱在可见光区内有四条谱线，这些谱线是几条分立的亮线. (2)氢原子受激发只能发出几种特定频率的光. 3.氢原子光谱的实验规律氢原子在可见光区的四条谱线的波长可用一个简单的公式——巴耳末公式表示：1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5,6…，式中的常数R 称为里德伯常量. [即学即用] 判断下列说法的正误.(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，称为原子光谱.( √ ) (2)符合巴耳末公式的谱线既有可见光也有紫外光.( √ ) (3)巴耳末公式中的n 既可以取整数也可以取小数.( × )二、氢原子光谱的其他线系自从发现巴耳末系后，人们又在紫外区、红外区及近红外区发现了氢原子的其他线系，分别是莱曼系、帕邢系、布喇开系、普丰德系，这些线系统一的公式为：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫1m 2－1n 2，式中m 、n 均为正整数，且n >m ，此式称为广义巴耳末公式，也可以表示为1λ＝T (m )－T (n )，式中T (m )＝R m 2，T (n )＝R n 2称为光谱项. 三、原子光谱1.原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱称为原子光谱.2.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.3.通过对光谱的分析可鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素. [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)各种原子的发射光谱都是连续谱.( × ) (2)不同原子的发光频率是不一样的.( √ ) (3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质.( × )一、氢原子光谱的实验规律例1(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2的理解，正确的是( )A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C.公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析 答案 AC解析 此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A 对，D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B 错，C 对.针对训练1 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59 B.49 C.79 D.29 答案 A解析 由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R 122，当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，得λ1λ2＝59. 二、光谱和光谱分析 1.光谱分类(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱.它分为连续谱和明线光谱(线状谱).①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱.炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱.②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱.各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱.每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同.(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的背景上有若干条暗线.这些暗线与特征谱线相对应. 2.光谱分析(1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析.(2)应用：a.鉴别物体的物质成分.b.发现新元素. (3)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱.(4)优点：灵敏度高，鉴别物质的最低含量达10－10 g.3.太阳光谱的特点(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)产生原因：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.例2(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续谱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或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确.针对训练2关于光谱，下列说法正确的是()A.一切光源发出的光谱都是连续谱B.一切光源发出的光谱都是线状谱C.稀薄气体发光形成的光谱是线状谱D.白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱答案C解析由于物质发光的条件不同，得到的光谱不同，故A、B错误；稀薄气体发光形成的光谱为线状谱，C正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，D错误.1.(氢原子光谱的实验规律)下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B 对，A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，与放电管的放电强弱无关，D 错.2.(光谱和光谱分析)(多选)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.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C.太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D.发射光谱一定是连续谱 答案 AB解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C 错误；发射光谱有连续谱和线状谱，D 错误.3.(光谱分析)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，下列说法中正确的是( )A.利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分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.我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成 答案 B解析 由于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；某种物质发光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其他物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关，C 错误；月亮反射到地面的光是太阳光，D 错误.4.(巴耳末公式的应用)根据巴耳末公式，可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线，其波长分别为654.55×10－9 m 和484.85×10－9 m ，求所对应的n 值(已知里德伯常量R ＝1.10×107 m －1). 答案 n 1＝3 n 2＝4解析 根据巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，…得1654.55×10－9＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 1 2， 1484.85×10－9＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 2 2，解得n1＝3，n2＝4.一、选择题(1～8题为单选题，9～10题为多选题)1.关于原子光谱，下列说法中不正确的是()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.由于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答案B解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，故D正确.2.巴耳末公式简洁显示了氢原子光谱的()A.分立特征B.连续特征C.既连续又分立D.既不连续又不分立答案A解析巴耳末公式中的n只能取正整数，得到的波长是一些分立的值.3.下列对于巴耳末公式的说法正确的是()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中可见光部分的光的波长C.巴耳末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，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答案 C解析 巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其他原子的发光，A 、D 错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B 错误，C 正确.4.下列关于光谱的说法正确的是( )A.炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B.对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱 答案 A5.太阳光谱中有许多暗线，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 答案 C解析 太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故C 正确，A 、B 、D 均错误.6.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为( )A.2027B.2720 C.23 D.32答案 A解析 由1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得： 当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132， 当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－142，解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.7.如图1甲所示的a 、b 、c 、d 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图1A.a 元素B.b 元素C.c 元素D.d 元素答案 B解析 把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故选项B 正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素.8.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现，氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式：1λ＝R (122－1n 2)，n 为大于2的整数，R 为里德伯常量，1913年，丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发，同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原理理论.根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：1λ＝R (1m 2－1n 2)，m 与n 都是正整数，且n >m .当m 取定一个数值时，不同数值的n 得出的谱线属于同一个线系.如： m ＝1，n ＝2,3,4…组成的线系叫莱曼系； m ＝2，n ＝3,4,5…组成的线系叫巴耳末系； m ＝3，n ＝4,5,6…组成的线系叫帕邢系； m ＝4，n ＝5,6,7…组成的线系叫布喇开系； m ＝5，n ＝6,7,8…组成的线系叫普丰德系； 以上线系只有一个在紫外光区，这个线系是( )A.莱曼系B.帕邢系C.布喇开系D.普丰德系答案 A解析 在真空中，电磁波的波长和频率互成反比例关系，波长最长的频率最小，紫外光区的频率较大，根据氢原子光谱谱线的波长公式：1λ＝R (1m 2－1n 2)得这个线系是莱曼系，故A 正确，B 、C 、D 错误.9.要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是( )A.使固体钠在空气中燃烧B.将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C.使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D.使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气答案 BC解析 炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A 错误；稀薄气体发光产生线状谱，B 正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D 错误.10.巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是( )A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的答案 CD解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确.二、非选择题11.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，n ＝4、5、6…，里德伯常量R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n ＝6时，传播频率为多大？答案 (1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz解析 (1)由帕邢系公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，当n ＝6时，得λ≈1.09×10－6 m. (2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v ＝λT ＝λf ，得f ＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz.。
高中物理 第3章《原子结构之谜》章末小结
点囤市安抚阳光实验学校【金学案】高中物理第3章《原子结构之谜》章末小结 3-51．(双选)有关氢原子光谱的说法正确的是( )A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关解析：原子光谱是特征光谱，选项B、C正确，选项D错误．连续光谱没有特征性，不能用来鉴别某一种元素，而原子光谱就可以用来鉴别元素．答案：BC2.二十初，为了研究物质的内部结构，物理学家做了大量的，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图所示是( )A．卢瑟福的粒子散射装置B ．卢瑟福发现质子的装置C ．汤姆逊发现电子的装置D．查德威克发现中子的装置解析：题目中所给装置是卢瑟福研究粒子散射装置，故选项A正确．答案：A3．按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量______________(选填“越大”或“越小”)．解析：电子离原子核越远电势能越大，氢原子能量也就越大．答案：越大4．图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效．解析：波长最长的光最容易发生衍射现象，是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，因此从n＝4能级跃迁到n＝3能级放出的光子的频率也是最小的，故A、B错；由n＝4能级向低能级跃迁可辐射6种不同频率的光，从n＝2能级到n＝1能级跃迁时放出光子的能量为10.2 eV，能使逸出功为6.34 eV的金属铂发生光电效，故C错，D对．答案： D5．氢原子能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示：色光光子能量范围/ eV红橙黄绿蓝—靛紫1.61～2．002.00～2．072.07～2．142.14～2．532.53～2．762.76～3．10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A．红、蓝—靛 B．黄、绿C．红、紫 D．蓝—靛、紫解析：如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛，A正确．答案：A6．(双选)氢原子的能级如图所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光解析：本题考查波尔的原理理论. 从高能级向n＝1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20 eV，不在1.62 eV到3.11 eV之间，A正确．已知可见光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40 eV，B错. 从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11 eV的光的频率才比可见光高，C错．从n＝3到n＝2的过程中释放的光的能量于1.89 eV介于1.62 到3.11之间，所以是可见光，D对．答案：AD7．已知氢原子的能级公式为：E n＝1n2E1，其中E1＝－13.6 eV.现让一束单色光照群处于基态的氢原子，受照射后的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则该照射单色光的光子能量为( )A．13.6 eV B．12.75 eVC．12.09 eV D．10.2 eV解析：受照射后的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，说明氢原子受光照射后是从1能级跃迁到3能级．故：hν＝E m－E n＝(－1.51 eV)－(－13.6 eV)＝12.09 eV.答案：C8.如图为α粒子散射装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A 、B 、C 、D 四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是( ) A ．相同时间内放在A 位置时观察到屏上的闪光次数最多B ．相同时间内放在B 位置时观察到屏上的闪光次数比放在A 位置时少得多C ．放在C 、D 位置时屏上观察不到闪光D ．放在D 位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：根据α粒子散射的现象，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向，因此在A 位置观察到闪光次数最多，故A 正确，少数α粒子发生大角度偏转，因此从A 到D 观察到的闪光会逐渐减小，因此B 、D 正确，C 错．答案：C9．如图所示为卢瑟福α粒子散射的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是( )解析：α粒子与原子核均带正电，处于排斥状态，故A 对． 答案：A10．氢原子核外电子的电量为e ，它绕核运动的最小轨道半径为γ0，试求：(1)电子绕核做圆周运动时的动能；(2)电子所在轨道处的电场强度的大小；(3)若已知电子质量为m ，则电子绕核运动的向心加速度为多大？解析：建立原子模型，电子绕原子核做匀速圆周运动的向心力由库仑力提供(1)由牛顿第二律：k e 2r 02＝m v 2r 0得：E k ＝12mv 2＝ke22r 0(2)由点电荷的场强公式，得：E ＝ke r 02(3)由牛顿第二律知k e 2r 02＝ma ，所以有a ＝ke 2mr 02.答案：(1)ke 22r 0 (2)ke r 02 (3)ke 2mr 02。
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氢原子光谱
1下列关于光谱的说法正确的是( )
A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱
B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收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低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱
2下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是( )
A．日光灯产生的光谱是连续光谱
B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素
C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
D．连续光谱是不能用来做光谱分析的
3稀薄气体发光产生的光谱，以及太阳光分别是( )
A．连续光谱明线光谱
B．连续光谱吸收光谱
C．明线光谱连续光谱
D．明线光谱吸收光谱
4氢原子的谱线系间接地反映了____________．
5在①白炽灯②蜡烛③霓虹灯④在酒精火焰中烧钠或钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有______，能产生明线光谱的有______．
6试从原子的核式结构出发，解释氢原子光谱．
7(探究)自己设计实验测定里德伯常量R.
参考答案
1解析：由于通常看到的吸收谱中的暗线比线状谱中的亮线要少一些，所以B选项不对．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C
选项也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，看到乙物质的吸收光谱，所以上述选项中只有A正确．
答案：A
2解析：日光灯是低压水银蒸气导电发光，产生明线光谱，故选项A不正确．太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳中存在的某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收，故选项B也不正确．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月球的物质成分，C选项是错误的．光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的．所以选项D正确．
答案：D
3解析：稀薄气体所产生的光谱，是由一些不连续的亮线组成．元素不同，亮线不同．每种元素的原子只能发出某些具有特定波长的光谱线，称为特征谱线，这种亮线组成的光谱叫明线光谱．而太阳光谱的产生是由于太阳内部高温高压液态物质发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时，一些特定波长的光被吸收，而使得光谱上对应的光谱成为暗线，所以太阳光谱是吸收光谱．
答案：D
4解析：由于光谱是原子受激发而发出的，不同原子受激发，发出的光谱不同，所以氢原子谱线系间接反映了氢原子的内部结构．
答案：氢原子内部结构
5解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱，在酒精火焰上烧钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱．答案：①和②③和④
6解析：根据卢瑟福提出的核式结构，带负电的电子在核外空间运动，由于电子绕核旋转，当原子受激发光时，其自身能量会减小，轨道半径减小，最终会落到核上，因此这种核式结构是不稳定的，与实际情况不符，可见卢瑟福模型不能解释氢原子光谱的谱线结构．答案：见解析
7解析：棱镜摄谱仪工作原理
光源I所发的光经透镜L3会聚在摄谱仪的光缝S上进入摄谱仪，经会聚透镜L1后，成
为平行光线，落在三棱镜的一个面上，穿过三棱镜后，不同波长的光线以不同的偏转角射出，经过透镜L2后再成为会聚光线．不同波长的光线会聚在相片P上的不同点，在P上形成一系列S的实像．S是一条狭缝，所以这些实像是细线．谱线的位置决定于波长，可以把一个已知波长的光谱和待测光谱并排地摄在相片上，测出两光谱的谱线位置，进行比较，从而测定各线的波长．
答案：实验器材：棱镜摄谱仪、氢原子光源、凸透镜
实验步骤：(1)把光源放在第一个凸透镜L3右侧，将光源I发出的光会聚在光缝S上．(如下图所示)
(2)打开摄谱仪，让底面曝光，注意曝光时间不要过长．
(3)从光谱相片上测量出Hβ、Hγ、Hδ对应的位置，和已知Hα的波长(Hα＝6 562.10 )进行对比求出Hβ、Hγ、Hδ的波长．
(4)根据巴耳末公式求出R.
探究结论：R的值为1.097×107 m－1.。