高中物理 第三章 原子结构之谜 第三节 氢原子光谱学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第三节氢原子光谱1.知道氢原子光谱的实验定律以及巴耳末公式．2.明确光谱产生的原理及光谱分析的特点．一、巴耳末系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，这种光谱被称为原子光谱．2．巴耳末系1885年，瑞士数学教师巴耳末，用一个简单的数学公式表示出了氢原子光谱在可见光区的四条谱线，这个公式称为巴耳末公式：＝R，n＝3，4，5，6…，式中R称为里德伯常量，R＝1.097×107m－1．一系列符合巴耳末公式的光谱线统称巴耳末系．1．(1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．()(2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光．()(3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．()提示：(1)×(2)√(3)×二、氢原子光谱的其他线系莱曼系(在紫外区)：＝R，n＝2，3，4…．帕邢系(在近红外区)：＝R，n＝4，5，6…．布喇开系(在红外区)：＝R，n＝5，6，7…．普丰德系(在红外区)：＝R，n＝6，7，8…．这些谱线统一的公式为＝R，式中m和n均为正整数，且n>m，上式还可表示为＝T(m)－T(n)．其中T(m)＝，T(n)＝称为光谱项．三、原子光谱由于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，原子光谱被称为原子的“指纹”，可以通过对光谱的分析鉴别不同原子，确定物体的化学组成并发现新元素．2．(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．()提示：(1)×(2)√(3)×氢原子光谱1．氢原子的光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示．2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，光谱线的波长由长到短，即相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．氢光谱是线状的、不连续的，波长只能是分立的值．3．巴耳末公式巴耳末对放电的氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，该公式称为巴耳末公式：＝R(n＝3、4、5、6…)式中n只能取整数，R称为里德伯常量，R＝1.097×107m－1.4．除巴耳末系之外，处于紫外区的莱曼系，处于近红外区的帕邢系，及处于红外区的布喇开系等也都属于氢原子光谱，这些谱线的波长公式也都与巴耳末公式相类似．它们分别是：莱曼系(在紫外区)：＝R，n＝2，3，4…帕邢系(在近红外区)：＝R，n＝4，5，6…布喇开系(在红外区)：＝R，n＝5，6，7…普丰德系(在红外区)：＝R，n＝6，7，8…这些线系可用统一公式表示为：＝R.此式称为广义巴耳末公式，其中、称为光谱项．巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式＝R，n＝3，4，5….在氢原子光谱可见光区，最长波长与最短波长之比为()A．B．C．D．[解析]巴耳末系有四条谱线在可见光区，n的取值分别为3、4、5、6.n越小，λ越大，故n＝3时波长最大，λmax＝；n＝6时波长最小，λmin＝，故＝，D项正确．[答案]D一定要注意题目中的条件——可见光区，n大于6的符合巴耳末公式的光谱线不在可见光区了．所以最长、最短波长对应的n为3和6.光谱及光谱分析1．光谱的定义：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(或频率)成分和强度分布的记录，即光谱．2．光谱的分类3．太阳光谱(1)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．4．光谱分析(1)定义：每种原子都有自己的特征谱线，因此可以利用它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)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10g.(3)应用①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分：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．(1)太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的．(2)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．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A．太阳光谱是...