高中物理原子结构光谱氢原子光谱教师用书教科版

3 氢原子光谱[先填空]1．定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱．(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱．3．特征谱线各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．(2)优点：灵敏度高．[再判断]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．(×)[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．[合作探讨]太阳光谱是在连续光谱的背景下出现一些不连续的暗线．探讨1：某种元素的原子光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线具有什么关系？【提示】一一对应关系．探讨2：利用太阳光谱能分析得出太阳内部含有哪些元素吗？【提示】不能，只能分析太阳大气层中含有的元素．[核心点击]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，分析物质的最低含量达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．1．(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．原子光谱是连续的C．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D．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【解析】原子光谱为线状谱，A正确，B错误；各种原子都有自己的特征谱线，故C错，D对．【答案】AD2．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光谱是线状谱C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱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】 B3．太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于()【导学号：54472181】A．太阳表面大气中缺少相应的元素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元素D．地球表面大气层中存在着相应元素【解析】太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光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，分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，因此，选项C正确，A、B、D错误．【答案】 C(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．[先填空]1．氢原子光谱的实验规律(1)光谱研究的意义许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径．(2)气体发光原理①气体放电：玻璃管中稀薄气体在强电场的作用下会电离，形成自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光．②氢光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱．(3)巴耳末公式①公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)．②意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．2．经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难．(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象．[再判断]1．氢原子光谱是利用氢气放电管获得的．(√)2．由巴耳末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱．(√)3．在巴耳末公式中，n值越大，氢光谱的波长越长．(×)[后思考]1．能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？【提示】能．氢光谱的最长波长对应着n＝3，代入巴耳末公式便可计算出最长波长．2．根据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？【提示】根据经典理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子的光谱应该总是连续的．实际看到的原子的光谱是分立的线状谱．[合作探讨]探讨1：巴耳末是依据核式结构理论总结出巴耳末公式的吗？【提示】不是．巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，不是依据核式结构理论总结出来的．探讨2：根据巴耳末公式可知氢原子发光的波长是分立值，它是人为规定的吗？【提示】不是．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际波长，其波长的分立值并不是人为规定的．[核心点击]1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图18-3-1所示．图18-3-12．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，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3．巴耳末公式(1)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⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2，n＝3,4,5…该公式称为巴耳末公式．(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线除了巴耳末系，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．4．(多选)以下论断中正确的是()A．按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波B．按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原子核内C．按照卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确D．经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象【解析】卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象．【答案】ABD5．(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2(n＝3,4,5…)，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】 CD6．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λ1λ2的值等于多少？【解析】 由巴耳末公式可得：1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132，1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－142，所以λ1λ2＝14－11614－19＝2720.【答案】 2720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．。

教科版选修3《光谱氢原子光谱》说课稿一、教材背景和教学目标《光谱氢原子光谱》是高中物理选修3中的一部分，在光学与原子物理章节中。

本节课主要通过介绍氢原子光谱的性质和研究方法，让学生了解原子发射光谱和吸收光谱的基本原理和特点，培养学生对于光学实验的观察力和实验设计能力，进一步认识光的波粒二象性和光与物质相互作用的规律。

本课的教学目标主要有： 1. 了解氢原子光谱的基本概念和特点； 2. 掌握氢原子光谱的实验方法和实验步骤； 3. 理解光谱与光子的关系，了解光的波粒二象性； 4. 培养学生的观察和实验能力，以及科学思维和分析问题的能力。

二、教学重难点分析本节课的教学重点是让学生了解氢原子光谱的特点和实验方法，理解光的波粒二象性，以及培养他们的实验观察和分析能力。

教学难点是让学生理解光谱与光子的关系，以及对于光的波粒二象性的认识。

三、教学内容和教学步骤安排1. 氢原子光谱的介绍首先，通过简要介绍光谱的概念和分类，引出氢原子光谱的特点。

可以与日常生活中的光谱现象（如彩虹）做类比，激发学生的兴趣和好奇心。

2. 氢原子光谱的主要特点接着，详细介绍氢原子光谱的主要特点，包括连续光谱、发射光谱和吸收光谱的定义和特点。

可以通过示意图和实例来说明，增强学生的理解和记忆。

3. 氢原子光谱的实验方法介绍氢原子光谱的实验方法和步骤，包括使用光栅光谱仪观察氢光谱的实验操作和注意事项。

需要强调实验的准确性和规范性，培养学生的实验操作能力。

4. 光谱与光子的关系通过讲解光谱与光子的关系，让学生理解光的波粒二象性。

可以以实验为基础，介绍波粒二象性的实验证据和相关理论，激发学生对物质微观结构的思考和探索。

5. 实验设计与学生讨论分组让学生进行实验设计，设计一套观察氢原子光谱的实验，并与同组同学讨论交流，提高学生的合作能力和实验设计能力。

6. 实验操作和观察学生按照实验设计的方案，进行实验操作并观察光谱现象。

老师在一旁进行指导和辅助，帮助学生解决实验操作中的问题。

三、光谱氢原子光谱教学目标一、了解光谱的概念和分类；解氢原子光谱的实验规律，明白巴耳末系。

二、学习运用光普分析的方式来进行原子结构与原子运动的分析。

展现持续谱线、线状谱线让学生把握光谱分析研究的原理。

3、了解经典原子理论的困难。

重点难点重点：氢原子光谱的实验规律难点：经典理论的困难设计思想本节内容在明确光谱、持续光谱、线状态光谱的概念以后，进一步介绍原子的特点光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。

原子光谱的事实不能利用核式结构理论说明、必需成立新的原子模型，这是学生进一步深切学习的思想基础。

设计时重点针对学生学习中的难点，采纳实验、图片、视频等多种媒体让学生有比较直观的体会。

教学进程中，要抓住运用光谱分析的方式来熟悉原子结构这一主导思想，这是人们分析与研究原子的一种思想方式，这种方式不同以往学生的学习方式，同时还需要注意的是，初步引入量子观念：波长是分立的，为学生的进步学习提供思想基础。

要让学生在取得相关知识的同时，熟悉到人们在熟悉客观事物的进程中，不断形成探讨自然的一些新方式，明白得科学方式对进行科学探讨的作用，并明白得探讨自然隐秘是一项永久止境的熟悉活动。

教学资源多媒体课件，光谱管，三棱镜教学设计【课堂引入】早在17世纪，牛顿就发觉了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中取得的彩色光带叫做光谱。

光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域仍是在不可见光区域）的波长成份和强度散布的记录。

有时只是波长成份的记录。

【课堂学习】学习活动一：光谱的几种类型实验：牛顿三棱镜色散介绍光谱的概念：用光栅或棱镜把光按波长展开，取得光的波长（频率）成份和强度散布的记录。

（1）发射光谱：物体发光直接产生的光谱。

①持续光谱现象：由持续散布的一切波长的光组成。

特点：整个光谱区域都是亮的。

产生：灼热的固体、液体及高压气体的光谱。

案例：白炽灯丝发出的光、烛焰、灼热的钢水②线状谱实验并让学观看线状光谱：现象：光谱中有一条条的亮线，这些亮线叫做谱线，由一条条谱线组成的光谱叫做线状光谱。

3 氢原子光谱学习目标知识脉络1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念．(重点)2.知道氢原子光谱的试验规律．(重点)3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征．(难点)光谱[先填空]1．定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长开放，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱．(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱．3．特征谱线各种原子的放射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．(2)优点：灵敏度高．[再推断]1．各种原子的放射光谱都是连续谱．(×)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．(×)[后思考]为什么用棱镜可以把各种颜色的光开放？【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．[合作探讨]太阳光谱是在连续光谱的背景下消灭一些不连续的暗线．探讨1：某种元素的原子光谱中的亮线与其吸取光谱中的暗线具有什么关系？【提示】一一对应关系．探讨2：利用太阳光谱能分析得出太阳内部含有哪些元素吗？【提示】不能，只能分析太阳大气层中含有的元素．[核心点击]1．光谱的分类2．太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上消灭一些不连续的暗线，是一种吸取光谱．(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取它自己特征谱线的光，然后再向四周八方放射出去，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，分析物质的最低含量达10－10 g.(2)应用：①应用光谱分析发觉新元素；②鉴别物体的物质成分；争辩太阳光谱时发觉了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素. ③应用光谱分析鉴定食品优劣．1．(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．原子光谱是连续的C．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D．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【解析】原子光谱为线状谱，A正确，B错误；各种原子都有自己的特征谱线，故C错，D对．【答案】AD2．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光谱是线状谱C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱D．观看月亮光谱，可以确定月亮的化学组成【解析】太阳光谱是吸取光谱，而月亮反射太阳光，也是吸取光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属淡薄气体发光，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】 B3．太阳光谱中有很多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于() 【导学号：54472051】A．太阳表面大气中缺少相应的元素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元素D．地球表面大气层中存在着相应元素【解析】太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸取，从而使我们观看到的太阳光谱是吸取光谱，分析太阳的吸取光谱，可知太阳大气层的物质组成，因此，选项C正确，A、B、D错误．【答案】 C(1)太阳光谱是吸取光谱，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取光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析．氢原子光谱的试验规律、经典理论的困难[先填空]1．氢原子光谱的试验规律(1)光谱争辩的意义很多状况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱争辩是探究原子结构的重要途径．(2)气体发光原理①气体放电：玻璃管中淡薄气体在强电场的作用下会电离，形成自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光．②氢光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱．(3)巴耳末公式①公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)．②意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．2．经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难．(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象．[再推断]1．氢原子光谱是利用氢气放电管获得的．(√)2．由巴耳末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱．(√)3．在巴耳末公式中，n值越大，氢光谱的波长越长．(×)[后思考]1．能否依据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？【提示】能．氢光谱的最长波长对应着n＝3，代入巴耳末公式便可计算出最长波长．2．依据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？【提示】依据经典理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子的光谱应当总是连续的．实际看到的原子的光谱是分立的线状谱．[合作探讨]探讨1：巴耳末是依据核式结构理论总结出巴耳末公式的吗？【提示】不是．巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，不是依据核式结构理论总结出来的．探讨2：依据巴耳末公式可知氢原子发光的波长是分立值，它是人为规定的吗？【提示】不是．巴耳末公式精确反映了氢原子发光的实际波长，其波长的分立值并不是人为规定的．[核心点击]1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图18-3-1所示．图18-3-12．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，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行争辩得到了下面的公式：1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2，n＝3,4,5…该公式称为巴耳末公式．(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线除了巴耳末系，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．4．(多选)以下论断中正确的是()A．按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波B．按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将渐渐接近原子核，最终落入原子核内C．依据卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确D．经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象【解析】卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象．【答案】ABD5．(多选)巴耳末通过对氢光谱的争辩总结出巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2(n＝3,4,5…)，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．巴耳末公式精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】CD6．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λ1λ2的值等于多少？【解析】由巴耳末公式可得：1λ1＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－132，1λ2＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－142，所以λ1λ2＝14－11614－19＝2720.【答案】2720巴耳末公式的两点提示(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．。

《光谱氢原子光谱》本节内容在明确光谱、连续光谱、线状态光谱的概念之后，进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。

原子光谱的事实不能利用核式结构理论解释、必须建立新的原子模型，这是学生进一步深入学习的思想基础。

1、知识与技能(1)了解光谱、连续谱、线状谱等概念．(2)知道光谱分析及其应用．(3)知道氢原子光谱的规律．2、过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

3、情感、态度与价值观培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

重点：氢原子光谱的实验规律。

难点：经典理论的困难。

多媒体课件及相关教材[先填空]1．光谱复色光分解为一系列单色光，按波长长短的顺序排列成一条光带，称为光谱．观察光谱实验：2.分类(1)连续谱：由波长连续分布的彩色光带组成的光谱．(2)发射光谱：由发光物质直接产生的光谱．(3)吸收光谱：连续光谱中某些特定频率的光被物质吸收而形成的谱线．(4)线状谱：由分立的谱线组成的光谱．(5)原子光谱：对于同一种原子，线状谱的位置是相同的，这样的谱线称为原子光谱．3．光谱分析(1)定义：利用原子光谱的特征来鉴别物质和确定物质的组成部分．(2)优点：灵敏度、精确度高．[再判断]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．(×)[后思考]为什么通过光谱分析可以鉴别不同的原子，确定物体的化学组成？图2-3-1【提示】因为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同，其亮线位置不同，条数不同，称为特征谱线．1．光谱的分类2．光谱分析的应用(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；(4)探索宇宙的起源等．1．(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．原子光谱是连续的C．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D．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【解析】原子光谱为线状谱，A正确，B错误；各种原子都有自己的特征谱线，故C 错误，D正确．【答案】AD2．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光谱是线状谱C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以用连续谱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．光谱分析不能用连续谱．【答案】 B3．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.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.[先填空]1．氢原子光谱的获得在真空管中充入稀薄的氢气，在强电场的激发下，氢原子就会发光，通过分光镜就可以观察到氢原子光谱．玻璃管充进氢气连续光谱经过氢气的光谱2．氢原子光谱的规律 巴尔末：(1)巴尔末公式：λ＝B n 2n 2－4(n ＝3,4,5， (11)(2)意义：巴尔末公式反应了氢原子光谱的分立特征．(3)广义巴尔末公式：1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫1m 2－1n 2(m ＝1,2,3，…；n ＝m ＋1，m ＋2，m ＋3，…)R H 为里德伯常量．[再判断]1．氢原子光谱是利用氢气放电管获得的．(√) 2．由巴尔末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱．(√)3．在巴尔末公式中，n 值越大，氢光谱的波长越长．(×) [后思考]1．能否根据巴尔末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？【提示】 能．氢光谱的最长波长对应着n ＝3，代入巴尔末公式便可计算出最长波长． 2．巴尔末是依据核式结构理论总结出巴尔末公式的吗？【提示】 不是．巴尔末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，不是依据核式结构理论总结出来的．1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图2-3-2所示．图2-3-22．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，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3．巴尔末公式(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：λ＝B n 2n 2－4(或1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2)，n ＝3,4,5，…该公式称为巴尔末公式．(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．在氢原子光谱的紫外区和红外区，氢原子谱线可用广义巴尔末公式来描述 赖曼系 1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫112－1n 2(n ＝2,3,4，…)(紫外) 帕邢系 1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫132－1n 2(n ＝4,5,6，…)(近红外) 布喇开系 1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫142－1n 2(n ＝5,6,7，…)(红外) 这些谱线波长公式统一起来，就是广义巴尔末公式： 1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫1m 2－1n 2(m ＝1,2,3，…；n ＝m ＋1，m ＋2，m ＋3，…) 由上式，当m ＝1时，得到赖曼系(在紫外区)；当m ＝2时，得到巴尔末系；当m ＝3时，得到帕邢系；当m ＝4时，得到布喇开系．(R H 为里德伯常量，R H ＝1.096 775 81×107 m－1)4．(多选)巴尔末通过对氢光谱的研究总结出巴尔末公式1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2(n ＝3,4,5，…)，下列说法正确的是( )A ．巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B ．巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴尔末依据氢光谱的分析总结出巴尔末公式D ．巴尔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】 由于巴尔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尔末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴尔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】 CD5．氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的波长为λ1，波长次之为λ2，则λ1λ2＝________.【解析】 由1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132，当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－142，解得：λ1λ2＝2720. 【答案】27206．已知氢原子光谱中巴尔末线系第一条谱线H α的波长为6 565 A 0，试推算里德伯常量的值．【解析】 巴尔末系中第一条谱线为n ＝3时， 即1λ1＝R H (122－132) R H ＝365λ1＝365×6 565×10－10 m －1＝1.097×107 m －1. 【答案】 1.097×107 m －1巴尔末公式的两点提醒(1)巴尔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．略。

2024_2024学年高中物理第二章原子结构第3节光谱氢原子光谱教学案教科版选修3_5教学目标：1、了解光谱的定义及分类。

2、了解氢原子光谱的特点及形成原理。

3、掌握计算氢原子光谱线的波长和频率的方法。

教学重点：1、氢原子光谱的特点及形成原理。

2、计算氢原子光谱线的波长和频率的方法。

教学难点：1、计算氢原子光谱线的波长和频率的方法。

教学准备：1、教师准备：教学课件、实验器材和实验材料。

2、学生准备：学习资料、笔记本、计算器。

教学步骤：Step 1 引入新课教师通过提问的方式，让学生回顾一下上节课学到的内容：“什么是光谱？光谱有哪些分类？”教师对学生的回答进行点评和纠正，并简单介绍一下本节课要学习的内容：“本节课我们将学习氢原子光谱的特点及形成原理，以及计算氢原子光谱线波长和频率的方法。

”Step 2 学习氢原子光谱的特点及形成原理教师根据课件进行知识讲解，详细介绍氢原子光谱的特点及形成原理。

教师要和学生互动，让学生能够参与到知识探究中，培养学生的观察能力和实验探究能力。

Step 3 进行实验展示教师进行实验展示，通过使用氢光谱仪，演示出氢原子产生的光谱现象，让学生亲眼看到氢原子光谱线的出现，并探究光谱线的颜色和波长之间的关系。

Step 4 计算氢原子光谱线的波长和频率的方法教师通过示范，让学生学会计算氢原子光谱线的波长和频率的方法。

教师提供一些典型的光谱线波长和频率的数值，并对计算步骤进行分析和讲解，鼓励学生自己动手计算，加深对知识的理解。

Step 5 总结归纳教师对本节课的内容进行总结归纳，并提醒学生将所学内容进行复习和总结。

Step 6 课堂小结教师进行课堂小结，鼓励学生提问和讨论，激发学生的学习兴趣和主动性。

Step 7 布置作业教师布置作业，要求学生完成课后习题和实验报告等，巩固所学知识。

教学反思：本节课主要介绍了氢原子光谱的特点及形成原理，以及计算氢原子光谱线波长和频率的方法。

通过实验展示和计算实例，让学生更加深入地了解了氢原子光谱的现象和规律。

三、光谱氢原子光谱教学目标1、了解光谱的定义和分类；解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

2、学习运用光普分析的方法来进行原子结构与原子运动的分析。

展现连续谱线、线状谱线让学生掌握光谱分析研究的原理。

3、了解经典原子理论的困难。

重点难点重点：氢原子光谱的实验规律难点：经典理论的困难设计思想本节内容在明确光谱、连续光谱、线状态光谱的概念之后，进一步介绍原子的特征光谱和光谱分析，重点讲述氢光谱的实验规律。

原子光谱的事实不能利用核式结构理论解释、必须建立新的原子模型，这是学生进一步深入学习的思想基础。

设计时重点针对学生学习中的难点，采用实验、图片、视频等多种媒体让学生有比较直观的体会。

教学过程中，要抓住运用光谱分析的方式来认识原子结构这一主导思想，这是人们分析与研究原子的一种思想方法，这种方法不同以往学生的学习方法，同时还需要注意的是，初步引入量子观念：波长是分立的，为学生的进步学习提供思想基础。

要让学生在获得相关知识的同时，认识到人们在认识客观事物的过程中，不断形成探索自然的一些新方法，理解科学方法对进行科学探索的作用，并理解探究自然奥秘是一项永远止境的认识活动。

教学资源多媒体课件，光谱管，三棱镜教学设计【课堂引入】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。

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。

【课堂学习】学习活动一：光谱的几种类型实验：牛顿三棱镜色散介绍光谱的概念：用光栅或棱镜把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。

（1）发射光谱：物体发光直接产生的光谱。

①连续光谱现象：由连续分布的一切波长的光组成。

特点：整个光谱区域都是亮的。

产生：炽热的固体、液体及高压气体的光谱。

案例：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水②线状谱实验并让学观察线状光谱：现象：光谱中有一条条的亮线，这些亮线叫做谱线，由一条条谱线组成的光谱叫做线状光谱。

光谱、氢原子光谱一、设计思想“问题链·导学”教学模式.基本设计思想是：在发现（提出）问题过程中，教师引导学生思考，发散学生思维；在问题解决的过程中，利用多媒体课件，学生通过小组合作，找出光谱的特点，并尝试按照不同的角度对光谱进行科学分类；在问题感悟环节中，让学生知道光谱分析技术特点和氢原子光谱中的巴尔末系，培养学生严谨的治学态度.二、教材分析“原子核式结构模型”之后，目的是让学生进一步理解人类对原子结构探索的历史，同时又为学习波尔理论——原子能级理论做铺垫.教科版教材对该节内容的具体安排是：先介绍太阳光谱，引出光谱概念，然后从不同角度对光谱进行分类，指出发射连续光谱和现状光谱的情况，紧接着介绍了原子光谱及光谱学的具体应用——光谱分析，最后对氢原子光谱的研究作了介绍，主要是介绍了巴尔末对氢原子光谱的研究成果.三、学情分析学生在学习“光谱”之前，已经知晓了卢瑟福所提出的“原子核式结构模型”主要观点，并且也认识到了核式结构模型理论所面临的困难——经典电磁理论.在此基础上，介绍一种分析物质材料的思路——光谱，激发学生的学习热情.本节课的学习内容难度不大，关键是要掌握给光谱“取名字”的方法和光谱分析.从学校光学实验器材的储备来看，现阶段还没有办法让学生体验观察原子光谱、分析光谱实验过程.另外，考虑到学生对科学人物比较感兴趣的特点，会介绍巴尔末先生的相关事迹，活跃课堂气氛，陶冶科学情操.四、课堂教学目标（一）知识与技能1．了解光谱的定义和分类2．了解原子光谱，并知道光谱分析的特点3．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系（二）过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

（三）情感、态度与价值观培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识五、教学重难点教学重点：光谱的分类教学难点：实验观察光谱的形成六、教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流七、教学用具多媒体辅助教学设备八、教学流程1、棱镜和光栅的分光原理（结合课件展示）2、光谱光谱：复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱连续光谱：有的光谱是连在一起的光带，称为连续光谱思考：连续光谱对复色光的成分有什么要求？3、光谱的分类（1）按外形分（2）按发射和吸收分思考：线状谱一定是发射光谱吗？4、原子光谱单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱，也叫原子的发射光谱5、连续谱和线状谱的产生（1）由炽热的固体、液体或高压气体所发的光都能形成连续光谱（2）低温、稀薄的气体发光一般是线状谱6、光谱分析光谱分析：光谱分析法是利用光谱学的原理和实验方法以确定物质的结构和化学成分的分析方法.各种结构的物质都具有自己的特征光谱，光谱分析法就是利用特征光谱研究物质结构或测定化学成分的方法.思考：给定你某种未知物质，可以采取哪些思路来对其进行光谱分析？思路1：使它发光，观察它的线状光谱，进行分析思路2：用连续光谱照射，观察它的吸收光谱，进行分析7、氢原子光谱（1）氢原子光谱:氢原子是自然界中最简单的原子，对它的光谱线的研究获得的原子内部结构的信息，对于研究复杂的原子的结构有指导意义.（2）巴尔末系介绍：从1885年，瑞士的中学教师巴耳末由大量的实验数据分析出氢原子发射的线状谱是按照一定规律组成的若干线系构成的，这些谱线的波长可以用下列表达式表示其满足的规律称为巴耳末公式.由公式确定的一组谱线称为巴耳末系，后来在氢原子光谱中的紫外区和红外区又发现了另外的一些谱线，它们的谱线都满足与巴耳末公式类似的关系式.九、习题巩固见课件。