18.3氢原子光谱
物理:新人教版选修3-5 18.3氢原子光谱(教案)

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。
引导学生阅读教材,回答什么是连续光谱和明线光谱?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明线光谱。
明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明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的,所以也叫原子的光谱。
18.3氢原子光谱

{
光 谱
(原子光谱) 光谱形式:一些不连续的明线组成,不同 元素的明线光谱不同(又叫特征光谱)
定义:连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 吸 光谱 收 光 产生条件:炽热的白光通过温度较白光低的气体后, 谱 再色散形成的
{
光谱形式:用分光镜观察时,见到连续光谱背景上 出现一些暗线(与特征谱线相对应)
氢气的吸收光 谱
氢气
吸收光 谱
光谱中产生的一组暗线,每条 暗线的波长都跟那种气体原子 的特征谱线相对应。
钠蒸气
各种光谱的特点及成因:
发 射 光 谱 定义:由发光体直接产生的光谱 产生条件:炽热的固体、液体和高压气体发 连续光谱 光形成的 光谱的形式:连续分布,一切波长的光都有 线状光谱 产生条件:稀薄气体发光形成的光谱
光谱管
高压电源
各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光, 线状谱的谱线也叫原子的特征谱线。
2 .吸收光谱
①定义: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。 ②实验表明,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。因此吸收光谱中的暗谱线 与明线相对应,也是原子的特征谱线。 ③产生:太阳的光谱是吸收光谱。
(4)光谱分析
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化学组成。这种方 法叫做光谱分析。 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连 续性,所以光谱分析也可以用于探索原子的结 结构。 研究太阳 高层大气 层所含元 素
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
1 1 R( 2 2 ) n 3, 4,5,... 2 n 7 1 巴耳末公式 R=1.10 10 m 里德伯常量
原创:18.3 氢原子光谱(讲授式)

1 n2 )
(n 3, 4,5, 6)
R叫里德伯常量 R 1.01107 m1
(1)公式中n只能取整数,不能连续取值,反应了氢原子的线状光谱 即波长的分立特征. (2)除了巴耳末系,氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线,也都
满足与巴耳末公式类似的关系式.
任汉鑫
思考与讨论
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射 波长的分离特征。用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁 学的理论,是否能够解释这种分立特征?
通过对氢光谱的研究 总结出巴耳末公式
末公式
1
1 R( 22
1 n2
)
(n=3,4,5,…),对
此,下列说法正确的是( C )
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.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
巴耳末公式反映了氢 原子发光的分立性
巴耳末公式只确定了氢原 子发光中的一个线系波长, 不能描述氢原子发出的各 种光的波长。
D.该公式包含了氢原子的所有光谱线
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
公式中的n只能取不小于3 的正整数,氢原子有特定 波长。
任汉鑫
任汉鑫
氢原子是自然界中最简单的原子。对它的光谱 的研究获得的原子内部结构的信息对于研究更复杂 的原子的结构具有指导意义。
任汉鑫
四、经典理论的困难 核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小 辐射电磁波频率连续变化
原子不稳定 原子是稳定的
原子光谱应是连续谱 原子光谱是线状谱 —— 分立
任汉鑫
例1 关于光谱,下列说法中正确
高中物理人教版选修3-5-18.3氢原子光谱

18、 3 氢原子光谱
学习目标
1.了解连续光谱和线状谱的概念。 2.知道每种原子都有自己的特征谱线。 3.知道氢原子光谱的实验规律。 4.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。 5.让学生进一步体会物理规律是在接受实践检验的过程中 不断地发展和完善的。
设计思路
本节教材是在了解连续谱和线状谱的概念之后,进一步介绍 原子的特征谱线和光谱分析,重点讲述氢原子光谱的实验规律。
(1)连续光谱
连续散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)明线光谱
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光 谱中的亮线叫谱线,各条谱线对应不同波长的光。稀薄气体 或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
2 . 下列说法正确的是 ( BD )
A. 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开,从而获得光的波长 成分的记录,这就是光谱。即光谱与光强度无关 B. 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开,从而获得光的波长 成分和强度散布记录,这就是光谱。即光谱不仅记录了光的波 长散布,还记录了强度散布 C. 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线,这说明了 太阳内部缺少对应的元素 D. 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线,这些暗线 与某些元素的特征谱线相对应,这说明了太阳大气层内存在对 应的元素
18.3氢原子光谱 (1)

天文
原子光谱的不连续性反映出原子结构 的不连续性,所以光谱分析也可以用 于探索原子的结构。
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
红 绿
观察氢原子的光谱实验:
1.装置: 氢气光谱管
分光镜
2~3kv 高压发生器
2、氢气发光时的光谱
光谱特点:
1.不连续,只是些亮线组成 2.不同色,每种颜色对应着一种波长 3.不等距,相邻两种光的波长间距不相同
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 原子光谱是线状谱
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10-10g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
3 根据巴耳末公式,指出氢原子光谱在可见 光范围内波长最长的两条谱线所对应的n,它 们的波长各是多少?氢原子光谱有什么特点?
光谱分为发射光谱和吸收光谱。
光谱分类:
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。
连续光谱:
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。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。
4.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)光谱分析法由基尔霍夫开创。 (3)优点:灵敏度高。样本中一种元素的含量达到 10-10g时就可以被检测到。 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.
18.3第三节 氢原子光谱

第28页 共 39 页 第28页
5.谱,也可以用吸收光谱 B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速 C.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行分析 D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素 答案:BC
)
B.霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状 谱 C.做光谱分析可以用线状谱,也可以用吸收光谱 D.我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成
答案:BC
第26页 共 39 页 第26页
解析:太阳光谱是吸收光谱,故A选项错误;霓虹灯属稀薄气体 发光产生线状谱,钠蒸气产生线状谱,故B选项正确;线状谱 均可以用于光谱分析,故C选项正确;月亮本身不发光而是 反射太阳光,故D选项错误.
答案:AC
第33页 共 39 页 第33页
8.如果甲所示的abcd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( )
第34页 共 39 页 第34页
A.a元素 C.c元素 答案:B
B.b元素 D.d元素
第35页 共 39 页 第35页
9.关于太阳光谱,下列说法正确的是( A.太阳光谱是吸收光谱
第32页 共 39 页 第32页
1 1 2 ) 的理解,正确的是( 7.关于巴耳末公式 2 2 n A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 R(
1
)
B.公式中n可取任意值,故氢光谱是连续谱
C.公式中n只能取整数值,故氢光谱是线状谱
D.公式不但适用于氢光谱的分析,也适用于其他原子的光谱
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
18.3氢原子光谱2015.5.7
辐射电磁波频率只是
原子是稳定的
某些确定值
11
1
AC
、
2
BC
、
3
、
AC
R1.10107m1
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。
• 1、矛盾一:无法解释原子的稳定性
四经、• 2、矛盾二:无法解释原子光谱的分立性
典
核外电子绕核运动
理
论
辐射电磁波
的
困
电子轨道半径连续变小
难
原子不稳定
辐射电磁波频率连续变化
事实上:
3 氢原子光谱
早在17世纪,牛顿就发现了日光通过三 棱镜后的色散现象,并把实验中得到 的彩色光带叫做光谱
一、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)成分和强度分布的记录, 即光谱。有时只是波长成分的记录。
连续谱
线 状 谱
原子 特征 谱线
H的 明线光谱
Na的 明线光谱
Na的 吸收光谱
气体放电管:玻璃管中的稀薄气体的分子 在强电场的作用下会电离,成为自由移动 的正负电荷,于是气体变成导体,导电时 会发光。这样的装置叫做气体放电管。
可三、见氢源自光原区子
光 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公
谱
式:1
1 R( 22
1 n2
) 其 中,R叫里德伯常量,值为:
n 3, 4, 5, ...
太阳的光谱
• 1、发射光谱:
一、 (1)连续光谱 光 谱
由发光体直接产生的光谱
形式:连续分布,一切波长的光都有 产生:炽热的固体、液体和高压气体发光形成 (2)明线光谱(原子光谱)
人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱(1)
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
1
1 R( 22
1Leabharlann n2) n3, 4,5,...
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
三、卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
三棱镜
标度管
平行光管
观察管
分光镜
分光镜原理分析
标度管
• (1)连续光谱 • • •
炽热的固体、液体及高压气体的光谱, 是由连续分布的一切波长的光组成的,这 种光谱叫做连续光谱。
• 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(原子光谱) 只含有一些不连续的亮线的光谱叫 做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线,各条谱线对应不 同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光 谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的,也叫原子光谱。
第三节 氢原子光谱
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 实验中得到的彩色光带叫做光谱
一、光谱
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。
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 辐射电磁波频率连续变化 事实上:原子是稳定的 原子光谱是线状谱
氢气的吸收光 谱
氢气
返回
•各种光谱 •连续光谱
H的发射光 谱
钠的发射 光谱 钠的吸收 光谱
物理选修人教新课标18.3氢原子光谱课件.
特定频率
发光频率
亮线
特征谱线
二、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_____________ 的重要 原子结构 途径. 1 1 1 2.巴耳末公式: = R22-n2 (n= 3、 4、 5… ) λ
•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________特 征. •三、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___________实验. •2.困难:经典物理学既无法解释原子的 •________,又无法解释原子光谱的__________.
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1 1 1 2.关于巴耳末公式 = R22-n2 ,n= 3,4,5,… λ 的理解,正确的是 ( ) A.此公式只适用于氢原子发光 B.公式中 n 可取任意值,故氢光谱是连续谱 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
18.3 氢原子光谱 课件 人教版选修3-5
学案
第三节 核心要点突破
课堂互动讲练 知能优化训练
•课标定位 •学习目标:1.知道什么是光谱,什么是线状谱,什么是连续谱. •2.知道光谱分析的应用. •3.知道氢原子光谱的实验规律及巴尔末公式,知道经典电磁理论的困难. •重点难点:1.线状谱与连续谱的区别. •2.氢原子光谱的实验规律.
分立
α粒散射 稳定性 分立特征
核心要点突破
一、光谱和光谱分析
1.光谱分类 吸收光谱
连续谱 发射光谱 线状谱
•(1)连续谱 •①产生:炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱,如电灯丝发出的光、炽热 的钢水发出的光都形成连续谱. •②特点:其光谱是连在一起的光带. •(2)线状谱:只含有一些不连续的亮线的光谱. •①产生: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汽的发射 光谱是线状谱.实验证明,每种元素的原子都有一定特征的线状谱,可以使用光谱管观 察稀薄气体发光时的线状谱.
18.3氢原子光谱(修改)课件PPT
2021/3/10
9
二、光谱分类:
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:连续谱和线状谱。
2.吸收光谱:
特点:在连续谱上 缺失了某些成份的光
此光谱图有何特点?
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。
17
氢原子光谱不是不相关的,而是有内在联系的。 表现在其波数可用一普遍公式来表示:
1
R
m12
n12
其 中
m1,2,3
n m 1 ,m 2 ,m 3 ,
对应一个m构成一个谱线系 每一谱线的波数都等于两项的差数
令
T(m)
R m2
,
T
(n)
R n2
1 T(m)T(n)
2021/3/10 T(m),T(n)称为光谱项。
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2021/3/10
19
三、经典理论的困难
卢瑟福原子核式模型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。但是。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。
按经典物理学电子绕核旋转,作加速运动,电子 将不断向四周辐射电磁波,它的能量不断减小, 从而将逐渐靠近原子核,最后落入原子核中。但 事实上原子是个稳定的系统。
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 辐射电磁波频率连续变化
事实上:原子是稳定的 原子光谱是线状谱
2021/3/10
22
{ 发
射
定义:由发光体直接产生的光谱 产生条件:炽热的固体、液体和高压气体发
光 连续谱 光形成的