【物理】2023-2024学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 光谱与氢原子光谱 课件.pptx

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1、第第3节光谱与氢原子光谱节光谱与氢原子光谱 学科素养与目标要求学科素养与目标要求 物理观念物理观念：1.知道什么是光谱知道什么是光谱，掌握连续谱和线状谱的区别掌握连续谱和线状谱的区别。2记住氢原子光谱的实验规律记住氢原子光谱的实验规律。3知道什么是光谱分析知道什么是光谱分析。科学思维：应用巴耳末公式进行简单计算科学思维：应用巴耳末公式进行简单计算。必备知识 自主学习关键能力 合作探究课时作业 巩固演练课堂检测 素养达标一、不同的光谱一、不同的光谱1定定义义：当当复复色色光光经经过过棱棱镜镜或或光光栅栅后后，被被色色散散开开的的单单色色光光按按波波长长(或或频频率率)_依次排列的图案依次排列的图

2、案，称为光谱称为光谱。2分类分类(1)线状光谱：是由一条条的线状光谱：是由一条条的_组成组成。(2)连续光谱：包含有各种色光且连续光谱：包含有各种色光且_。大小大小 亮线亮线 连续分布连续分布 3特特征征谱谱线线：各各种种原原子子的的发发射射光光谱谱都都是是_，说说明明原原子子只只发发出出几几种种_的的光光，不不同同原原子子的的亮亮线线位位置置_，说说明明不不同同原原子子的的_不不一一样样，光，光谱谱中的亮中的亮线线称称为为原子的原子的_。4应应用用：人人们们利利用用_来来鉴鉴别别物物质质或或确确定定物物质质的的_，这这种种方法称为方法称为_。线状光谱线状光谱 特定频率特定频率 不同不同 发光

3、频率发光频率 特征谱线特征谱线 特征谱线特征谱线 化学组成化学组成 光谱分析光谱分析 里德伯常量里德伯常量 线状线状 自主评价自主评价1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)各种原子的各种原子的发发射光射光谱谱都是都是连续谱连续谱。()(2)各种原子的各种原子的发发射光射光谱谱都是都是线线状状谱谱，并且只能，并且只能发发出几种特定出几种特定频频率的光。率的光。()(3)线线状状谱谱和和连续谱连续谱都可以用来都可以用来鉴别鉴别物物质质。()(4)可以利用光可以利用光谱谱分析来分析来鉴别鉴别物物质质和确定物和确定物质质的化学的化学组组成。成。()(5)巴耳末公式中的巴耳末公式中的n既可以取

4、整数也可以取小数。既可以取整数也可以取小数。()2对原子光谱对原子光谱，下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A原子光谱是不连续的原子光谱是不连续的B由由于于原原子子都都是是由由原原子子核核和和电电子子组组成成的的，所所以以各各种种原原子子的的原原子子光光谱谱是是相相同的同的C由于各种原子的原子结构不同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分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素可以鉴别物质中含哪些元素解解析析：原原子子光光谱谱为为线线状状谱谱，A正正确确；各各种种原原子子都都有有自自己己的的特特征征谱谱线线，故故

5、B错错误误，C正正确确；根根据据各各种种原原子子的的特特征征谱谱线线进进行行光光谱谱分分析析可可鉴鉴别别物物质质组组成成，D正正确。确。答案：答案：B要点要点1光谱和光谱分析光谱和光谱分析探究导入探究导入如图所示为不同物体发出的不同光谱。如图所示为不同物体发出的不同光谱。(1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？(2)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？提提示示：(1)钨钨丝丝白白炽炽灯灯的的光光谱谱是是连连续续的的，中中间间没没有有暗暗线线或或亮亮线线，而而其其他他

6、三三种种光谱是由一些不连续的亮线组成的光谱是由一些不连续的亮线组成的。(2)这三种光谱中亮线的位置是不同的这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同即特征不同。2几种光谱的比较几种光谱的比较 比较比较光谱光谱产生条件产生条件光谱形式及应用光谱形式及应用发射发射光谱光谱线状谱线状谱稀薄气体发光形成的光稀薄气体发光形成的光谱谱由一些不连续的明线组成由一些不连续的明线组成，不不同元素的明线光谱不同同元素的明线光谱不同(又叫特又叫特征光谱征光谱)，可用于光谱分析可用于光谱分析连续谱连续谱炽热的固体炽热的固体、液体和高液体和高压气体发光形成的压气体发光形成的连续分布连续分布，一切波长的光都有一切波长的光

7、都有吸收光谱吸收光谱炽热物体发出的白光通炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后过温度较低的气体后，再色散形成的再色散形成的用分光镜观察时用分光镜观察时，见到连续光见到连续光谱背景上出现一些暗线谱背景上出现一些暗线(与特征与特征谱线相对应谱线相对应)，可用于光谱分析可用于光谱分析3.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暗线线，是是一一种种吸吸收光谱收光谱。(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

8、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，这这就形成了明亮背景下的暗线就形成了明亮背景下的暗线。4光谱分析光谱分析(1)优点优点：灵敏度高灵敏度高，分析物质的最低含量达分析物质的最低含量达1010 g。(2)应用：应用：a.发现新元素；发现新元素；b.鉴别物质的组成成分鉴别物质的组成成分。(3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱。典例典例1关于光谱关于光谱，下列说法正确的是下列说法正确的是()

9、A一切光源发出的光谱都是连续谱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一切光源发出的光谱都是线状谱C稀薄气体发出的光谱是线状谱稀薄气体发出的光谱是线状谱D做做光光谱谱分分析析时时，利利用用连连续续谱谱和和线线状状谱谱都都可可以以鉴鉴别别物物质质和和确确定定物物质质的的组组成成分成成分 解解析析 物物体体发发光光的的发发射射光光谱谱分分为为连连续续谱谱和和线线状状谱谱，A、B错错；做做光光谱谱分分析析可可使使用用吸吸收收光光谱谱也也可可以以使使用用线线状状谱谱，D错错，稀稀薄薄气气体体发发出出的的光光谱谱是是线线状谱，状谱，C对。对。答案答案 C总结提升总结提升稀稀薄薄气气体体

10、发发出出的的光光谱谱是是线线状状谱谱，此此光光谱谱是是一一些些不不连连续续的的亮亮线线，仅仅含含有有一一些些特特定定频频率率的的光光。线线状状谱谱中中不不同同的的谱谱线线对对应应不不同同的的频频率率，不不同同元元素素的的原原子子产产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。1利利用用光光谱谱分分析析的的方方法法能能够够鉴鉴别别物物质质和和确确定定物物质质的的组组成成成成分分，关关于于光光谱谱分析分析，下列说法正确的是下列说法正确的是()A利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B利用物质的线状谱就可鉴

11、别其组成成分利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C高高温温物物体体发发出出的的光光通通过过某某物物质质后后的的光光谱谱上上的的暗暗线线反反映映了了高高温温物物体体的的组组成成分成成分D同同一一种种物物质质的的线线状状谱谱上上的的亮亮线线与与吸吸收收光光谱谱上上的的暗暗线线，由由于于光光谱谱的的不不同同，它们没有关系它们没有关系解解析析：高高温温物物体体的的光光谱谱包包括括了了各各种种频频率率的的光光，与与其其组组成成成成分分无无关关，故故A错错误误；某某种种物物质质发发射射的的线线状状谱谱中中的的亮亮线线与与某某种种原原子子发发出出的的某某频频率率的的光光有有关关，通通过过这这些些亮亮线线与与原

12、原子子的的特特征征谱谱线线对对照照，即即可可确确定定物物质质的的组组成成成成分分，B正正确确；高高温温物物体体发发出出的的光光通通过过某某物物质质后后某某些些频频率率的的光光被被吸吸收收而而形形成成暗暗线线，这这些些暗暗线线由由所所经经过过的的物物质质决决定定，C错错误误；某某种种物物质质发发出出某某种种频频率率的的光光，当当光光通通过过这这种种物物质质时时它它也也会会吸吸收收这这种种频频率率的的光光，因因此此同同一一物物质质线线状状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误。错误。答案：答案：B要点要点2氢原子光谱的实验规律及应用氢原子光谱的实验规律及应用

13、探究导入探究导入如图所示为氢原子的光谱。如图所示为氢原子的光谱。(1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？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？阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？1氢原子光谱的特点：氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左由右向左，相邻相邻谱线间的距离越来越小谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性表现出明显的规律性。3其他谱线：其他谱线：除了巴耳末系除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式也都

14、满足与巴耳末公式类似的关系式。解解析析 此此公公式式是是巴巴耳耳末末在在研研究究氢氢原原子子光光谱谱在在可可见见光光区区的的四四条条谱谱线线中中得得到到的的，只只适适用用于于氢氢原原子子光光谱谱的的分分析析，A对对，D错错；公公式式中中n只只能能取取大大于于或或等等于于3的的整整数，不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，数，不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，错，C对。对。答案答案 AC2已已知知氢氢原原子子光光谱谱中中巴巴耳耳末末系系第第一一条条谱谱线线H的的波波长长为为656.47 nm，普普朗朗克克常量常量h6.631034 Js，真空中的光速真空中的光速c3108 ms1。(1)试

15、推算里德伯常量的值；试推算里德伯常量的值；(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。答案：答案：(1)1.097107 m1(2)4.102107 m(或或410.2 nm)4.851019 J1(多选多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中正确的是下列关于光谱和光谱分析的说法中正确的是()A光谱包括发射光谱光谱包括发射光谱、连续谱连续谱、线状谱线状谱、原子光谱原子光谱、吸收光谱五种光谱吸收光谱五种光谱B往酒精灯的火焰上撒精盐往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的线状谱可以用分光镜观察到钠的线状谱C利用太阳光谱可以分析太

16、阳的化学组成利用太阳光谱可以分析太阳的化学组成D各种原子的发射光谱都是线状谱各种原子的发射光谱都是线状谱解解析析：光光谱谱包包括括发发射射光光谱谱和和吸吸收收光光谱谱两两种种，其其中中发发射射光光谱谱分分为为连连续续谱谱和和线线状状谱谱，线线状状谱谱和和吸吸收收光光谱谱都都能能体体现现不不同同原原子子的的特特征征，称称为为原原子子光光谱谱，各各种种原原子子的的发发射射光光谱谱都都是是线线状状谱谱，选选项项A错错误误，D正正确确；往往酒酒精精灯灯的的火火焰焰上上撒撒精精盐盐，可可以以用用分分光光镜镜观观察察到到钠钠的的线线状状谱谱，选选项项B正正确确；太太阳阳光光谱谱是是吸吸收收光光谱谱，其其中

17、中的的暗暗线线，是是太太阳阳光光经经过过太太阳阳大大气气层层时时某某些些特特定定频频率率的的光光被被吸吸收收后后而而产产生生的的，说说明明太太阳阳大大气气层层中中存存在在与与这这些些暗暗线线相相对对应应的的元元素素，但但是是不不能能分分析析太太阳的化学组成，故阳的化学组成，故C错误。错误。答案：答案：BD2太太阳阳的的连连续续谱谱中中有有许许多多暗暗线线，它它们们对对应应某某些些元元素素的的特特征征谱谱线线。产产生生这这些些暗线的原因是暗线的原因是()A太阳表面大气层中缺少相应的元素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太阳内部缺少相应的元素C太阳表面大气层中存在相应的元素太阳

18、表面大气层中存在相应的元素D太阳内部存在相应的元素太阳内部存在相应的元素解解析析：由由于于对对太太阳阳光光谱谱的的成成因因认认识识不不清清，易易误误认认为为暗暗线线是是由由于于太太阳阳内内部部缺缺少少相相应应的的元元素素产产生生的的，因因此此错错误误地地选选择择B。实实际际上上太太阳阳内内部部进进行行着着激激烈烈的的核核反反应应，它它发发出出的的连连续续谱谱经经过过温温度度比比较较低低的的太太阳阳大大气气层层时时产产生生吸吸收收光光谱谱，我我们们通通过过对对太太阳阳光光谱谱中中暗暗线线的的分分析析，把把它它跟跟各各种种原原子子的的特特征征谱谱线线对对照照，就就知知道道太太阳阳大大气气层层中中含

19、含有有氢氢、氮氮、氦氦、碳碳、镁镁、硅硅、钙钙、钠钠等等几几十十种种元元素素。因此正确答案为因此正确答案为C。答案：答案：C3下列对氢原子光谱实验规律的认识中下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是正确的是()A因为氢原子核外只有一个电子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氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关解解析析：

20、氢氢原原子子光光谱谱是是线线状状谱谱，波波长长是是一一系系列列不不连连续续的的、分分立立的的特特征征谱谱线线，并并不不是是只只含含有有一一种种波波长长的的光光，也也不不是是亮亮度度不不连连续续的的谱谱线线，B对对，A、C错错；氢氢原原子子光光谱谱是是氢氢原原子子的的特特征征谱谱线线，只只要要是是氢氢原原子子发发出出的的光光，光光谱谱就就相相同同，与放电管的放电强弱无关，与放电管的放电强弱无关，D错。错。答案：答案：B解解析析：巴巴耳耳末末公公式式是是根根据据氢氢原原子子光光谱谱总总结结出出来来的的。氢氢原原子子光光谱谱的的不不连连续续性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。正确。答案：答案：CD