高中物理选修3-5氢原子光谱(省一等奖)-完整版课件.ppt

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1、3氢原子光谱第一页，共二十六页。发现阴极射线发现阴极射线发现电子发现电子汤姆孙汤姆孙原子中正负电荷分布的研究原子中正负电荷分布的研究原子的核式结构原子的核式结构卢瑟福卢瑟福电子在原子核周围怎样运动？能量怎样变化？原子光谱原子光谱第二页，共二十六页。3 3 3 3光谱 氢原子光谱第三页，共二十六页。光光谱谱早在早在17世纪，牛顿就发世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验的色散现象，并把实验中得到的彩色光带中得到的彩色光带第四页，共二十六页。光谱的几种类型光谱的几种类型 活动一1、发射光谱、发射光谱2、吸收光谱、吸收光谱连续光谱连续光谱线状谱线状谱第五页，共二十

2、六页。光光谱谱发发射射光光谱谱吸吸收收光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱分类分类连续谱连续谱条件：条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发发光形成的光形成的形式：形式：连续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光光第六页，共二十六页。光光谱谱发发射射光光谱谱吸吸收收光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱分类分类连续谱连续谱线状谱线状谱条件：条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发光发光形成的形成的形式：形式：连

3、续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有条件：条件：稀薄气体或金属蒸气稀薄气体或金属蒸气形成的光谱形成的光谱形式：一些不连续的形式：一些不连续的明线明线组成组成第七页，共二十六页。各种元素都只能发出具有本身各种元素都只能发出具有本身特征特征的某些波长的光，的某些波长的光，第八页，共二十六页。光光谱谱发发射射光光谱谱吸吸收收光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱分类分类连续谱连续谱线状谱线状谱条件：条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发光发光形成的形成的形式：形式：连续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有条件：条件：稀薄气体或

4、金属蒸气稀薄气体或金属蒸气形成的光形成的光谱谱形式：一些形式：一些不连续的明线不连续的明线组成组成不同原子的亮线位置不同不同原子的亮线位置不同原子特征谱原子特征谱线线第九页，共二十六页。条件：条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散色散形形成的成的光光谱谱发发射射光光谱谱吸吸收收光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱分类分类连续谱连续谱线状谱线状谱条件：条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发发光形成的光形成的形式：形式：连续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有条件：条件：稀薄气体或金属蒸气

5、稀薄气体或金属蒸气形成的光谱形成的光谱形式：一些形式：一些不连续的明线不连续的明线组成组成定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些一些暗线暗线不同原子的亮线位置不同不同原子的亮线位置不同原子特征原子特征谱线谱线第十页，共二十六页。各种原子的吸收光谱各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱该种原子的发射光谱中的一条明线相对应。中的一条明线相对应。低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发低温气体原子吸收的光，

6、恰好就是这种原子在高温时发出的光。出的光。吸收光谱吸收光谱第十一页，共二十六页。光光谱谱发发射射光光谱谱吸吸收收光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱分类分类连续谱连续谱线状谱线状谱条件：条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发发光形成的光形成的形式：形式：连续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有条件：条件：稀薄气体或金属蒸气稀薄气体或金属蒸气形成的光谱形成的光谱形式：一些形式：一些不连续的明线不连续的明线组成组成定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱条件：条件：炽热的白光通

7、过温度较白光低的气体炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再后，再色散色散形形成的成的形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗一些暗线线不同原子的亮线位置不同不同原子的亮线位置不同原子特征谱原子特征谱线线与原子特征谱线对应与原子特征谱线对应第十二页，共二十六页。光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来来鉴别物质和确定的化学组成鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做。这种方法叫做光谱分析光谱分析。基尔霍夫基尔霍夫明线光谱明线光谱和和吸收光谱吸收光谱中的谱线中的谱线都是原子的特征光

8、谱，都可以都是原子的特征光谱，都可以用于光谱分析。用于光谱分析。原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，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所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。探索原子的结构。光谱分析具有很高的灵敏度光谱分析具有很高的灵敏度第十三页，共二十六页。【例例1】关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是是()A太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B霓虹灯产生的是线状谱霓虹灯产生的是线状谱C进行光谱分析时，只能用明线光谱进行光谱分析时，只能用明线光谱D同一元素吸收光谱的暗线同一元素吸收光谱的暗线

9、与线状谱的位置是一一对与线状谱的位置是一一对应应 的的答案答案BD解析太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生解析太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱第十四页，共二十六页。【练练】有关原子光谱下列说法正确的是有关原子光谱下列说法正确的是 ()A原子光谱反映了原子的结构特征原子光谱反映了原子的结构特征B氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的氢原子光谱跟其他原子的光谱是不同的C太阳光谱是连续的太阳光谱是连续的D鉴别物质鉴别物质的的成分可以采用光谱分析成分可以采用光谱分析答案答

10、案ABD解析各原子光谱反映了它们各自的特征，所以解析各原子光谱反映了它们各自的特征，所以A、B正确；太正确；太阳光谱是吸收光谱，它是不连续的光谱可以用来鉴别物质的组阳光谱是吸收光谱，它是不连续的光谱可以用来鉴别物质的组成成C错误、错误、D正确故正确答案为正确故正确答案为A、B、D.第十五页，共二十六页。活动一光谱分析的应用光谱分析的应用 活动二由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱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的化学组成。这种方法叫做光谱分析。来鉴别物质和确定的化学组成。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，原子光谱的不连

11、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所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。原子的结构。第十六页，共二十六页。氢原子光谱氢原子光谱 活动三其中其中n=3、4、5、（里德伯常量：（里德伯常量：R=1.10107 m1）n有两层含义：一是，有两层含义：一是，n取一个值，可求出氢光谱中取一个值，可求出氢光谱中一条谱线的波长，说明每一个一条谱线的波长，说明每一个n值分别对应一条谱线。值分别对应一条谱线。二是，二是，n只能取正整数值只能取正整数值3，4，5第十七页，共二十六页。答案答案1.21107 m9.10108 m第十八页，共二十六页。经典理论的困难经典理论的困难 活动四问题问题

12、1卢瑟福的原子核式结构模型的成功之处在哪里？卢瑟福的原子核式结构模型的成功之处在哪里？问题问题2经典电磁理论的困难是什么？经典电磁理论的困难是什么？问题问题3按照经典电磁理论对原子核式结构的分析结果，经按照经典电磁理论对原子核式结构的分析结果，经典电磁理论包含哪两点基本内容典电磁理论包含哪两点基本内容？问题问题4原子中存在电磁场吗？如果存在，根据经典电原子中存在电磁场吗？如果存在，根据经典电磁理论它是由谁产生的？怎样变化？为什么？磁理论它是由谁产生的？怎样变化？为什么？第十九页，共二十六页。根据经典电磁理论，原子核外的电子会向外辐射根据经典电磁理论，原子核外的电子会向外辐射电磁波即向外辐射能量

13、吗电磁波即向外辐射能量吗？根据经典电磁理论，电子能量减少会导致什么根据经典电磁理论，电子能量减少会导致什么结果结果？问题问题5问题问题6原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾不仅表明这一模型原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾不仅表明这一模型还不完善，而且又一次预示着，对原子世界需要一个不同于还不完善，而且又一次预示着，对原子世界需要一个不同于经典物理学的新理论。经典物理学的新理论。第二十页，共二十六页。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原子不稳定辐射电磁波频率连续变化原子是稳定的原子光谱是线状谱 分立分立第二十一页，共二十六页。课堂效果检测：课堂效果检测：1 在实际

14、生活中，我们可以通过光谱分析来鉴别在实际生活中，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素的含量达到10-10g时就可以被检测到。那么时就可以被检测到。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？质的组成成分的？A 连续谱连续谱B 线状谱线状谱C 特征谱线特征谱线D 任意一种光谱任意一种光谱 （B C）第二十二页，共二十六页。2 下列说法正确的是：下列说法正确的是：A 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的波通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的

15、波长成分的记录，这就是光谱。即光谱与光强度无关。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分布记录，这就是光谱。即光谱不仅记录了长成分和强度分布记录，这就是光谱。即光谱不仅记录了光的波长分布，还记录了强度分布。光的波长分布，还记录了强度分布。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。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，这些暗在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线

16、，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。存在对应的元素。（BD）第二十三页，共二十六页。本节收获第二十四页，共二十六页。谢 谢第二十五页，共二十六页。内容摘要3氢原子光谱。条件：炽热的固体、液体和高压气体发光形成的。条件：炽热的固体、液体和高压气体发光形成的。各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，。不同原子的亮线位置不同。定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。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的化学组成。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。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。【例1】关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是()。D同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的。卢瑟福的原子核式结构模型的成功之处在哪里第二十六页，共二十六页。