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第3节 氢原子光谱

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3-氢原子光谱

3-氢原子光谱

氢气的发射光谱 氢气的吸收光谱
二、氢原子光谱 巴耳末公=3，4，5，… R=1.10×107m-1 --里德伯常量
波数：波长的倒数
~ν 1 λ
397.12nm 410.29nm 434.17nm 486.27nm
656.47nm
三、卢瑟福原子模型遇到的困难 ※按照经典的电磁理论，电子绕核运动，应该 辐射电磁波，原子应该是不稳定的，而实际上 大多数原子是稳定的。
※按照经典的电磁理论， 电子绕核运动，辐射电 磁波---光（包括不可见 光），光谱应该是连续 谱，而实际上原子光谱 是不连续的线状谱
氢原子光谱
光 谱
一、光谱：
每一种元素都有它自己的光谱（特征谱线）。即每一 种元素的原子只发出几种特定频率的光，称为原子的 特征谱线，可用于光谱分析：鉴别物质和确定物质的 组成成分、发现新元素。精度可达10-10g
发 由发光体直接产生的光谱
射
产生条件：炽热的固体、液体、
光 连续谱 高压气体发光形成的光谱
谱
光谱特点：连续分布，一切
波长的光都有
光 谱
产生条件：稀薄气体发光形成
线状谱
的光谱
原子光谱 光谱特点：一些不连续的明线
组成，不同元素的线状谱不同，
是原子的特征谱线。
吸 产生条件：炽热的白光通过温度较白光低
收
的气体后，再色散形成的光谱
光 谱
光谱特点：在连续谱的背景上出现一些 暗线（与元素的特征谱线相对应）

18.3第三节氢原子光谱

18.3第三节氢原子光谱
第30第页3共0页39 页
能力提升 6.对巴耳末公式下列说法正确的是( ) A.所有氢原子的光谱的波长都与巴耳末公式相对应 B.巴耳末公式只能确定氢原子发光的可见光部分的光的波长 C.巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长,其中既
有可见光,又有紫外线 D.巴耳末公式确定了各种原子发光中的波长 答案:C
A.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 C.太阳表面大气层中存在着相应的元素 D.太阳内部存在着相应的元素 解析:太阳光谱是太阳光经过周围温度较低的大气层时,某些
频率的光被相应的元素的原子吸收,形成的吸收光谱,暗线 所对应的就是太阳大气层中存在着的元素,故C选项正确. 答案:C
连续的 C.由于原子都是由原子核和核外电子组成的,所以各种原子
的原子光谱是相同的 D.由于各种原子结构不同,所以各种原子的原子光谱也不相
同 答案:AD
第16第页1共6页39 页
解析:原子光谱是线状谱,光谱是一系列不连续的亮线,每条亮 线对应一个频率,原子光谱是由若干频率的光组成的,故A 选项正确,B选项错误;各种原子都有自己的特征谱线,不同 原子的特征谱线不同,故C选项错误,D选项正确.
得n 4.
答案:4
第22第页2共2页39 页
梯度练习 基础强化 1.对于线状谱,下列说法中正确的是( ) A.每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B.每种原子在不同物质中的线状谱不同 C.每种原子在任何条件下发光的线状谱相同 D.两种不同的原子发光的线状谱可能相同 答案:C
第23第页2共3页39 页
第34第页3共4页39 页
A.a元素 C.c元素 答案:B
B.b元素 D.d元素
第35第页3共5页39 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 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定

高中物理选修3-5课件-第十八章氢原子光谱(22张)-PPT优秀课件

高中物理选修3-5课件-第十八章氢原子光谱(22张)-PPT优秀课件

15
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
氢原子光谱的实验规律与经典电磁理论的困难 [要点归纳] 1.氢原子光谱：氢原子光谱呈现分立的明线条纹，在可见光区内，由右向左，相邻
光谱发射光谱连线续状谱谱 吸收光谱
光谱和光谱分析
9
课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
2.几种光谱的比较
比较 光谱
产生条件
光谱形式及应用
稀薄气体发光形成的 一些不连续的明线组成，不同元素的明线光
线状光谱
光谱
谱不同(又叫特征光谱)，可用于光谱分析
炽热的固体、液体和 连续光谱
高压气体发光形成的
连续分布，一切波长的光都有
课堂小结
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
[精典示例] [例 2] (多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(212－n12)，n＝
3，4，5，…对此，下列说法正确的是( ) 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.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式 D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的。氢原子光谱的不连续性反映了氢 原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确。 答案 CD
第3节 氢原子光谱
学习目标
核心提炼
1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 3个概念——光谱
2.知道氢原子光谱的实验规律。 3.知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光 线状谱

第3节 氢原子光谱

第3节 氢原子光谱

提 升
菜单
|物理|选修3-5
第十八章 原子结构
课
堂
4．光谱分析
特征谱线
互 动
(1)定义：利用原子的_____________来鉴别物质和确 ·
定物质的组成成分，这种方法叫作光谱分析。
考 点
课
(2)优点：灵敏度高。
突 破
前
二、氢原子光谱的实验规律
预
习
1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因
· 落
课
堂
互
动
·
考
三、经典理论的困难
点 突
课
1．核式结构模型的成就：正确地指出了
破
前 预
__原__子__核____的存在，很好地解释了粒__子__散射实验。
习 ·
2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释
落 实
原子的__稳__定__性___，又无法解释原子光谱的_分__立__
课
基 础
特征。
下 作
业
·
能
力
提
升
实 基
探索原子核内部结构的一条重要途径。( × )
课 下
础
(4)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并
作 业
发光。( √
)
· 能
力
提
升
菜单
|物理|选修3-5
第十八章 原子结构
课
堂
互
动
·
考
(5)巴耳末公式中的 n 既可以取整数也可以取小
点 突
课
数。( × )
破
前 预
(6)经典物理学很好地解释原子的稳定性。(× )
考 点
课
A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是

人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱(1)

人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱(1)
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( 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

第二章 第3节 光谱 氢原子光谱

第二章 第3节 光谱 氢原子光谱

对光谱有关问题的理解
1.连续谱、线状谱、吸收谱的产生 (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： ①产生：由单原子气体或金属蒸气所发出的光为线状光 谱，因此也叫原子光谱。稀薄气体发射光谱也是线状谱。 ②特点：不同元素的原子产生的线状谱是不同的，但同种 元素原子产生的线状谱是相同的。
4．光谱分析的应用 (1)光谱分析：根据原子光谱来鉴别物质的化学组成中是 否存在这种原子，含量的多少等，这种方法叫做光谱分析。 (2)应用：分析物质的组成，灵敏度高。 [特别提醒] 同一原子的明线光谱中的明线与吸收光谱 中的暗线相对应，这样的特征仅由原子决定。
二、氢原子光谱
1．氢原子光谱巴尔末公式 n2
[答案] B
氢原子光谱的巴尔末系
[例 3] 氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的谱线的波长 为 λ1，其次为 λ2。其中 RH＝1.10×107 m－1 求：
(1)λ1/λ2 的比值等于多少？ (2)其中最长波长是多少？
[解析] (1)由巴尔末公式可得：λ11＝R(212－312) λ12＝R(212－412) 所以λλ12＝1414－－11196＝2270。
(2)当 n＝3 时，对应的波长最长，代入巴尔末公式有：
λ11＝1.10×107×(212－312) 解得 λ1≈6.5×10－7 m
[答案]
27 (1)20
(2)6.5×10－7 m
(单击图片进入电子文档)
(1)巴尔末线系的 14 条谱线都处于可见光区。 (2)在巴尔末线系中 n 值越大，对应的波长 λ 越短，即 n＝3 时，对应的波长最长。 (3)除了巴尔末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其 他谱线，也都满足与巴尔末公式类似的关系式。

高二下学期物理选修3-5第十八章第3节氢原子光谱课件


最上一条是连续谱，其他几条是线状谱 与连续谱的叠加
5．吸收光谱是炽热的白光（包含连续分布的一切波长的光） 通过温度较低的气体后，某些波长的光被吸收后形成的光 谱。用分光镜观察时，见到连续光谱的背景上出现了一些 与特征谱线对应暗线。
6．太阳光谱是在连续光谱的背景上出现了一些不连续的暗 线，是一种吸收光谱。是因为太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，就形成了连续光谱背景下的暗线。
6.下列关于光谱的说法正确的是（ BCD ） A.连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线 状光源产生的光谱 B.所有原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的谱线一定 不同 C.连续谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长 的光 D.通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析， 可鉴定物质成分
8.下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是（ B） A.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 B.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 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
8.对于卢瑟福的原子模型，如果根据经典物理学分析，会 得出与事实不相一致的推论是（ C ） A.原子十分稳定，原子光谱是连续谱 B.原子十分稳定，原子光谱是线状谱 C.原子很不稳定，原子光谱是连续谱 D.原子很不稳定，原子光谱是线状谱
按照经典电磁理论原子是不稳定的
3．根据经典的电磁理论，电子绕核运动时辐射电磁波的 频率就是电子绕核运行的频率，电子越转能量越小，轨道 半径不断减小，运行频率不断增加。这个变化是连续性， 也就是说，原子辐射电磁波的频率也要不断变化，大量原 子发光的光谱应该是连续光谱。然而事实上，原子光谱不 是连续谱而是分立的线状谱，理论推导与事实矛盾。

第3节氢原子光谱

其中Em为跃迁前的能级，En为跃迁后的能级
能级图2
n (量子数 )
∞
E (能级 )
0 eV
(第二 激发态)
原一34量子一）在的对与某吸状应两收态的个的确与。光定电子能子（级的能间轨量辐）道射EE是、出34（（相来能--10同的..级58的光15都ee。VV子））是（10..96能86eeVV
(第一
1、定态：原子只能处于一系列不 连续的能量状态，在这些状态中 原子是稳定的， 电子虽然绕核高 速旋转，但并不向外辐射能量， 这种状态叫定态。
氢原子的能级公式
En

1 n2
E1
2、跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定 态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光 子的能量由这两种定态的能量差决定，即
h Em En
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，所以光谱分析也可以用于探 索原子的结构。
各种光谱的特点及成因：
｛ 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
B.只有②正确 D.只有④正确
答案：ABC
2、氢原子的核外电子，在由离核较远的 可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的 过程中
A、辐射光子，获得能量 B、吸收光子，获得能量 C、吸收光子，放出能量 D、辐射光子，放出能量
答案：D
3、在玻尔的原子模型中，比较氢原子所 处的量子数n=1及n=2的两个状态，若 用E表示氢原子的能量，r表示氢原子核 外电子的轨道半径，则
激发态) 2
E2（-3.4eV）
放出？
10.2eV

高中物理 第二章 原子结构 第3节 光谱 氢原子光谱课件 教科版选修3-5.pptx


[例 1] 下列说法中正确的是
()
A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱
B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线
必定一一对应
C．气体发出的光只能产生明线光谱
D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的
吸收光谱
16
[解析] 根据连续光谱产生的定义知选项 A 正确。由于吸收 光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中 的暗线要比明线光谱中的明线少，所以选项 B 错误。气体发光， 若为高压气体则产生吸收光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱， 所以选项 C 错误。甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了 乙物质的吸收光谱，所以选项 D 错误。
B．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是连续谱
C．公式中 n 只能取不小于 3 的整数值，故氢光谱是线状谱
D．公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱
解析：此公式只适用于氢原子光谱，且 n 只能取大于等于 3 的
整数，则 λ 不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱。
答案：AC
15
光谱的理解及应用
(2)除巴尔末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都满 足巴尔末公式类似的关系式，即1λ＝R(α12－n12)，其中 α 分别为 1,3,4…对应不同的线系。由此可知氢原子光谱是由一系列线系 组成的不连续的线状谱。
14
2．关于巴尔末公式1λ＝R(212－n12)的理解，正确的是
()
பைடு நூலகம்
A．此公式是巴尔末在研究氢光谱特征时发现的
析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照
射其低压蒸气产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能
反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，不是月球的光谱，不

高中物理选修3-5 第十八章 第3节 氢原子光谱

氢原子光谱的其他线系： 莱曼系(在紫外区)：
1λ＝R112－n12，n＝2,3,4… 帕邢系(在近红外区)：
1λ＝R312－n12，n＝4,5,6… 布喇开系(在红外区)：
1λ＝R412－n12，n＝5,6,7… 普丰德系(在红外区)：
1λ＝R512－n12，n＝6,7,8… 统一的公式表示为：
1λ＝Rm12－n12＝T(m)－T(n) 式中 T(m)＝mR2，T(n)＝nR2称为光谱项，此式称为广义巴 耳末公式．
___1λ_＝__R__21_2－__n1_2_ ___，n＝3,4,5… 式中常数R称为_____里__德__伯_____常量，对于氢原子，实验测 得R的值为1.097×107 m－1.
三、氢原子光谱的其他线系 莱曼系(在_____紫__外_____区)：
1帕λ＝邢R系112(－在n_1近2__，_红_n_＝外__2区,3,)4：… 1λ＝R312－n12，n红＝外4,5,6…
二、巴耳末系
1．分光镜
分光镜是一种用于观察物质光谱的仪器，其原理是利用不 同频率的光折射角不同，将复色光分解成若干个单色光．其构造 如图所示：
A为平行光管，由两部分组成，一端有狭缝S，另一端有凸 透镜L1，它与狭缝的距离等于一倍焦距，狭缝入射的光经凸透镜 后变成平行光线，射到三棱镜P上．三棱镜P通过色散将不同颜色 的光分开．
布喇开系(在________区)：
1普λ＝丰R德412系－(n在12_，_红__n_＝外__5_,6区,7… )：
1λ＝R512－n12，n＝6,7,8…
统一的公式表示为：__1λ_＝__R_m_1_2－__n1_2_＝__T_(_m_)－__T_(_n_) ______ 式中___T_(m__)_＝_m_R_2_，__T_(n_)_＝__nR_2__称为光谱项，此式称为广义 巴耳末公式．
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一、多选题
二、单选题【优教学】第3节 氢原子光谱
1. 关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）
A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱
B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱
C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱
D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成
2. 关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）
A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线
B．原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的
C．可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分
D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据
3. 利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是（）A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分
B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分
C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系
4. 关于线状谱，下列说法中正确的是()
A．每种原子处在不同温度下的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何条件下的线状谱都相同
D．两种不同的原子的线状谱可能相同
三、多选题
5. 有关氢原子光谱的说法正确的是
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
四、单选题
6. 下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是（）
A．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
B．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
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
五、多选题
7. 关于巴耳末公式，下列说法正确的是（）A．巴耳末公式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．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式
D．巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的
8. 关于太阳光谱,下列说法正确的是( )
A．太阳光谱是吸收光谱
B．太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成
D．根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素。