(精品)3　氢原子光谱.pptx

周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节第三节氢原子光谱第三节氢原子光谱第十八章第十八章周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节早早在在17世世纪纪，牛牛顿顿就就发发现现了了白白光光通通过过三三棱棱镜镜后后的的色色散散现现象象，并并把把实实验验中中得得到到的的彩彩色色光光带带叫叫做做光光谱谱，如如图图所所示示。你你知知道道光光谱谱是如何产生的吗？是如何产生的吗？周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节1定义定义用用光光栅栅或或棱棱镜镜可可以以把把各各种种颜颜色色的的光光按按_展展开开，获获得得_(频率频率)和强度分布的记录，即光谱。和强度分布的记录，即光谱。2分类分类(1)线状谱：由线状谱：由_组成的光谱。组成的光谱。(2)连续谱：由连续谱：由_的光带组成的光谱。的光带组成的光谱。光谱光谱波长波长光的波长光的波长一条条的亮线一条条的亮线连在一起连在一起周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节3特征谱线特征谱线各各种种原原子子的的发发射射光光谱谱都都是是_，且且不不同同原原子子的的亮亮线线位位置置_，故这些亮线称为原子的，故这些亮线称为原子的_谱线。谱线。4光谱光析光谱光析由由于于每每种种原原子子都都有有自自己己的的_，可可以以利利用用它它来来鉴鉴别别_和和确确定定物物质质的的_，这这种种方方法法称称为为光光谱谱分分析析，它它的的优优点点是是_高高，样样本本中中一一种种元元素素的的含含量量达达到到_时就可以被检测到。时就可以被检测到。线状谱线状谱不同不同特征特征特征谱线特征谱线物质物质组成成分组成成分灵敏度灵敏度1010g周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节1光谱的分类光谱的分类周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节2太阳光谱太阳光谱(1)太太阳阳光光谱谱的的特特点点：在在连连续续谱谱的的背背景景上上出出现现一一些些不不连连续续的的暗线，是一种吸收光谱。暗线，是一种吸收光谱。(2)对对太太阳阳光光谱谱的的解解释释：阳阳光光中中含含有有各各种种颜颜色色的的光光，但但当当阳阳光光透透过过太太阳阳的的高高层层大大气气射射向向地地球球时时，太太阳阳高高层层大大气气中中含含有有的的元元素素会会吸吸收收它它自自己己特特征征谱谱线线的的光光，然然后后再再向向四四面面八八方方发发射射出出去去，到到达达地地球球的的这这些些谱谱线线看看起起来来就就暗暗了了，这这就就形形成成了了连连续续谱谱背背景景下下的暗线。的暗线。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节3光谱分析光谱分析这这种种方方法法的的优优点点是是非非常常灵灵敏敏而而且且迅迅速速。某某种种元元素素在在物物质质中中的的含含量量达达1010克克，就就可可以以从从光光谱谱中中发发现现它它的的特特征征谱谱线线将将其其检检查查出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用：出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用：(1)检查物质的纯度。检查物质的纯度。(2)鉴别和发现元素。鉴别和发现元素。(3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。天文学上光谱的红移表明恒星的远离等等。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节特别提醒：特别提醒：光光谱谱分分析析可可以以使使用用发发射射光光谱谱中中的的线线状状谱谱，也也可可以以使使用用吸吸收收光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。光谱，因它们都有原子自身的特征谱线，但不能使用连续光谱。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节1光的产生光的产生许许多多情情况况下下光光是是由由原原子子内内部部_的的运运动动产产生生的的，因因此此光谱研究是探索光谱研究是探索_的一条重要途径。的一条重要途径。3巴耳末公式的意义巴耳末公式的意义以以简简洁洁的的形形式式反反映映了了氢氢原原子子的的线线状状光光谱谱，即即辐辐射射波波长长的的_特征。特征。氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律电子电子原子结构原子结构分立分立周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律1氢原子光谱实验氢原子光谱实验在在充充有有稀稀薄薄氢氢气气的的放放电电管管两两极极间间加加上上2kV3kV的的高高压压，使使氢氢气气放放电电，氢氢原原子子在在电电场场的的激激发发下下发发光光，通通过过分分光光镜镜观观察察氢氢原子的光谱。原子的光谱。(实验装置如图所示实验装置如图所示)周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节AC周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节1核式结构模型的成就核式结构模型的成就正正 确确 地地 指指 出出 了了 _的的 存存 在在，很很 好好 的的 解解 释释 了了_。2经典理论的困难经典理论的困难经经典典物物理理学学既既无无法法解解释释原原子子的的_又又无无法法解解释释原原子子光光谱的谱的_。经典理论的困难经典理论的困难原子核原子核粒子散射实验粒子散射实验稳定性稳定性分立特征分立特征周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节经典理论的困难经典理论的困难1按按经经典典电电磁磁理理论论，电电子子绕绕核核转转动动具具有有加加速速度度，加加速速运运动动着着的的电电荷荷(电电子子)要要向向周周围围空空间间辐辐射射电电磁磁波波，电电磁磁波波频频率率等等于于电电子子绕绕核核旋旋转转的的频频率率，随随着着不不断断地地向向外外辐辐射射能能量量，原原子子系系统统的的能能量量逐逐渐渐减减少少，电电子子运运动动的的轨轨道道半半径径也也越越来来越越小小，绕绕核核旋旋转转的的频频率率连连续续增增大大，电电子子辐辐射射的的电电磁磁波波频频率率也也在在连连续续地地变变化化，因因而而所呈现的光谱应为连续光谱。所呈现的光谱应为连续光谱。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节2由由于于电电子子绕绕核核运运动动时时不不断断向向外外辐辐射射电电磁磁波波，电电子子能能量量不不断断减减少少，电电子子将将逐逐渐渐接接近近原原子子核核，最最后后落落于于核核上上，这这样样，原原子应是一个不稳定系统。子应是一个不稳定系统。3据据经经典典理理论论，以以上上推推理理都都是是正正确确的的，但但推推出出的的结结果果与与现现实实不不相相符符，说说明明经经典典理理论论可可以以很很好好地地应应用用于于宏宏观观物物体体，但但不不能用于解释原子世界的现象。能用于解释原子世界的现象。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节光谱和光谱分析光谱和光谱分析BC周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节解解析析：太太阳阳光光谱谱中中的的暗暗线线是是太太阳阳发发出出的的连连续续光光谱谱经经过过太太阳阳大大气气层层时时产产生生的的吸吸收收光光谱谱，正正是是太太阳阳发发出出的的光光谱谱被被太太阳阳大大气气层层中中存存在在的的对对应应元元素素吸吸收收所所致致，白白炽炽灯灯发发出出的的是是连连续续光光谱谱，A项项错错误误；月月球球本本身身不不会会发发光光，靠靠反反射射太太阳阳光光才才能能使使我我们们看看到到它它，所所以以不不能能通通过过光光谱谱分分析析鉴鉴别别月月球球的的物物质质成成分分，D项项错错误误；光光谱谱分分析析只只能能是是线线状状谱谱和和吸吸收收光光谱谱，连连续续光光谱谱是是不不能能用用来来做做光光谱谱分分析析的的，所所以以C项项正正确确；煤煤气气灯灯火火焰焰中中燃燃烧烧的的钠钠蒸蒸气气或或霓霓虹虹灯灯都都是是稀稀薄薄气气体体发发出出的的光光，产产生生的的光光谱谱都都是是线线状状谱谱，B项项正正确确。故故选选B、C。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节解解析析：把把矿矿物物的的线线状状谱谱与与几几种种元元素素的的特特征征谱谱线线进进行行对对照照，b、d元素的谱线在该线状谱中不存在，故元素的谱线在该线状谱中不存在，故B、D正确。正确。BD周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节氢原子光谱氢原子光谱周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节C周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节解解析析：巴巴耳耳末末公公式式是是依依据据对对氢氢光光谱谱的的分分析析得得出出的的，而而不不是是依依据据核核式式结结构构总总结结出出的的，A错错、C对对；巴巴耳耳末末公公式式只只确确定定了了氢氢原原子子发发光光中中的的一一个个线线系系波波长长，不不能能描描述述氢氢原原子子发发出出的的各各种种光光的的波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，B、D错。错。周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节易错案例剖析易错案例剖析周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节周至中学周至中学张瑞东张瑞东人教版人教版 物理物理 选修选修3-5-第十八章第十八章第三节第三节正正确确解解答答：因因为为太太阳阳光光谱谱为为吸吸收收光光谱谱，故故A错错；高高温温铁铁水水是是炽炽热热液液体体，所所产产生生的的光光谱谱为为连连续续谱谱，B错错；线线状状谱谱(明明线线光光谱谱)、吸吸收收光光谱谱的的谱谱线线是是原原子子的的特特征征谱谱线线，是是原原子子辐辐射射、吸吸收收光光子子产产生生的的光光谱谱，可可用用于于光光谱谱分分析析。而而连连续续谱谱无无原原子子的的特特征征谱谱线线，故故不不能能应应用用于于光光谱谱分分析析，C错错；除除恒恒星星外外的的行行星星、卫卫星星自自身身不不发发光光，它它们们能能反反射射太太阳阳光光，所所以以可可利利用用光光谱谱分分析析判判断断恒恒星星的的化化学组成，故学组成，故D正确。正确。正确答案：正确答案：D