2017_2018学年高中物理课时跟踪检测十氢原子光谱新人教版选修3_520180129386

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(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； (3) 试计算巴耳末系中波长最短的光对应的波长。 解析： (1) 巴耳末系中第一条谱线为 n＝3 时，
1
11
即 λ１＝ R( 22－ 32)
36 R＝ ＝
36
m－ 1≈1.097 ×10 7 m－1 。
5λ１ 5×6565×10－ 10
n＝ 6 时，传播频率为多大？
解析： (1) 由帕邢系公式
1 ＝R(
11 － ) ，当 n＝ 6 时，得
λ＝1.09 ×10 －6 m。
λ 32 n2
(2) 帕邢系形成的谱线在红外光区，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为 光速 c＝3×10 8 m/s ，由
λ′ c＝ T
＝λν ，得
c
谱，是当太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时，某些波长的光被太阳大气层含
有的元素吸收而产生的，因此正确选项为 C。
答案： C
5．关于光谱的产生，下列说法正确的是 (
)
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A．正常发光的霓虹灯属于稀薄气体发光，产生的是线状谱 B．正常发光的霓虹灯属于稀薄气体发光，产生的是连续谱 C．炽热的铁块发出的光是原子光谱
n＝∞时，最小波长
λ１＝ R22；当
n＝ 3 时，最大波长
1 λ２＝
R(
1 22－
1 )
32
，得
λλ１２＝
5 9。
答案： A
7．请根据巴耳末公式
1
11
λ ＝ R 22－ n2 ，计算当
n＝ 3,4,5
时的波长。
(
R＝1.10
×10
7
－1
m)

1．(对应要点一)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光解析：选项A、C产生的都是连续谱，B产生水银蒸气的特征谱线，D是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，故B、D选项正确。

答案：BD2．(对应要点一)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．太阳光谱中的暗线是太阳光经过地球大气层时形成的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解析：太阳光谱是吸收光谱，因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质的原子吸收。

故A、B正确。

答案：AB3．(对应要点二)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，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．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确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：由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知，C、D正确。

答案：CD4．(对应要点二)氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线的波长为λ1，其次为λ2。

求：(1)λ1/λ2的比值等于多少？(2)其中最长波长的光子能量是多少？解析：(1)由巴耳末公式可得：1λ1＝R (122－132) 1λ2＝R (122－142) 所以λ1λ2＝14－11614－19＝2720。

第三节氢原子光谱[先填空]1．巴耳末系(1)公式：1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2.(式中n＝3,4,5,6…，R＝1.097×107 m－1)(2)巴耳末系：符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系．2. 其他线系：在紫外区、红外区、近红外区发现了氢原子的某地线系，分别是莱曼系(紫外区)、布喇开系(红外区)、普丰德系(红外区)、帕邢系(近红外区)．3．广义巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫1m2－1n2式中m，n均为正整数且n>m.[再判断]1．在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，再通过分光镜观察光谱．(√)2．氢原子受激发只能发出几种特定频率的光，它的光谱是连续的亮线．(×)3．n大于6的符合巴耳末公式的光谱线大部分在紫外区．(√)[后思考]巴耳末公式反映了氢原子谱线的分立特征，这说明了什么？【提示】谱线的分立特征反映原子内部电子运动的量子化特征，对于研究更复杂的原子结构具有指导意义．氢原子光谱的特点(1)在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．(2)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2 n ＝3、4、5、6…(该公式称为巴耳末公式)．公式中n 只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值．(3)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．1．(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究，总结出巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5…)，下列说法正确的是( )【导学号：55272088】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 ．巴耳末公式准确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D ．氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足巴耳末类似的公式【解析】 由于巴耳末是利用当时已知的在可见光区的4条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，C 、D 正确．【答案】 CD2．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线的波长为λ1，其次为λ2，求： (1)λ1λ2的值等于多少？ (2)其中最长波长的光子能量是多少？ 【解析】 (1)由巴耳末公式可得 1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132 1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－142 所以λ1λ2＝14－11614－19＝2720.(2)当n ＝3时，对应的波长最长，代入巴耳末公式有1λ1＝1.10×107×⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132m －1，解得 λ1≈6.5×10－7m. 光子能量为ε1＝h ν＝h cλ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J. 【答案】 (1)2720(2)3.06×10－19J巴耳末公式的两点提醒1．巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子．2．公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的，在紫外光区的谱线也适用．[先填空] 1．原子光谱(1)某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称之为原子光谱．(2)科学家观察了大量的原子光谱，发现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，因而，原子光谱被称为原子的“指纹”．2．光谱分析及应用 (1)光谱分析应用的两种光谱①明线光谱：它是稀薄气体发光直接产生的．②吸收光谱：它是当白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的．③实验表明：原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即原子只能释放出某种特定频率的光，也只能吸收某种特定频率的光，而且释放的光和吸收的光的频率是相同的．(2)光谱分析①通过对光谱的分析鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素． ②优点：灵敏度高． [再判断]1．原子光谱的谱线是一些分立的亮线，是不连续的．(√)2．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不相同，其亮线位置不同，即特征谱线不同．(√)[后思考]为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开？【提示】不同颜色的光在棱镜中的折射率不同，因此经过棱镜后的偏折程度也不同．1．光谱的分类2．太阳光谱(1)太阳光谱的特点：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．3．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.(2)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．3．对原子光谱，下列说法正确的是( )A．原子光谱是连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构虽不同，但各种原子的原子光谱相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素【解析】原子光谱为线状谱，A错误；各种原子都有自己的特征谱线，故B、C错误；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．【答案】 D4．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )【导学号：55272089】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【解析】太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱．由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成．【答案】BC5．太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于________．【解析】吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的．太阳光的吸收光谱应是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素原子吸收而产生的．【答案】太阳表面大气层中存在着相应的元素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．。

课时作业12 氢原子光谱1．关于光谱，下列说法正确的是( )A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：由光谱的概念和分类知A、D选项正确，而B选项错误。

由光谱分析的原理知C选项正确。

答案：A、C、D2．对于光谱，下面的说法中正确的是( )A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错。

B项是线状谱的特征，正确。

太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C、D错。

答案：B3．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发光的线状谱不同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发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确。

答案：C4．关于光谱分析，下列说法中不正确的是( )A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征，A错误，B正确；利用光谱分析可以确定物质中含有哪些元素，C正确；光是由原子内部电子的运动产生的，利用光谱分析可以确定电子的运动情况，即原子的内部结构，D 正确。

答案：A5．要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是( )A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D错误。