2021人教版选修《氢原子光谱》word教案.doc

2021人教版选修《氢原子光谱》word教案
教学目标
（1）了解光谱的定义和分类；
（2）了解氢原子光谱的实验规律，明白巴耳末系；
（3）了解经典原子理论的困难。
引入新课
粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量如何样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
一、光谱（结合课件展现）
早在17世纪，牛顿就发觉了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。（如图所示）
光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域依旧在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。
用光栅或棱镜能够把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录，即光谱。有时只是波长成分的记录。
1、发射光谱
（1）定义：物体发光直截了当产生的光谱叫做发射光谱。
（2）分类：发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
①连续光谱
A 由波长连续分布的包含有从红光到紫光各种色光组成的连在一起的光带叫连续光谱。
特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带。 即连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱。
B 酷热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、酷热的钢水发出的光都形成连续光谱。
明线光谱：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。
② 明线光谱
A 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。
B 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
C 各种原子的发射光谱差不多上线状谱，说明原子只能发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特点谱线。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，因此也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特点的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特点谱线。
2、吸取光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸取后产生的光谱，叫做吸取光谱。各种原子的吸取光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这说明，低温气体原子吸取的光，恰好确实是这种原子在高温时发出的光。因此吸取光谱中的暗谱线，也是原子的特点谱线。太阳的光谱是吸取光谱。
课件展现：氢、钠的光谱、太阳光谱：
投影各种光谱的特点及成因知识结构图：

3、光谱分析
（1）由于每种原子都有自己的特点谱线，因此能够依照光谱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）原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，因此光谱分析也能够用于探究原子的结构。
（3）光谱分析法由基尔霍夫开创的。优点：灵敏度高。样本中一种元素的含量达到10-10g时就能够被检测到。
（4） 同种物质吸取光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，明线光谱和吸取光谱中的谱线差不多上原子的特点光谱，都能够用于光谱分析。
二、氢原子光谱的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
气体放电管：玻璃管中的稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，因此气体变成导体，导电时会发光。如此的装置叫做气体放电管。
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发觉这些谱线的波长能够用一个公式表示：
巴尔末公式
（n=3,4,5,…）
R:里德伯常量R=1.10×107m-1
除了巴耳末系，后来发觉的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
三、卢瑟福原子核式模型的困难 原子核式结构跟经典电磁理论的矛盾
　　1．原子将是不稳固的
　　按照经典理论，绕核加速运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量逐步减小，随着能量的减小，电子绕核运动的半径也要减小，电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核而使原子“坍塌”。如此原子是不稳固的。
2．大量原子的光谱将是包含一切频率的连续光谱。
按照经典电磁理论，电子饶核运行时，辐射电磁波的频率应等于电子饶核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子饶核运行的频率不断变化，原子辐射电磁波的频率也应不断变化，如此大量原子发光的频率应当是连续光谱，而实际原子光谱是不连续的。是分立的线状谱。
原子光谱是由一些不连续的亮线组成的明线光谱。
　　这些矛盾说明从宏观现象总结出的电磁理论不适用于原子产生的微观现象。为了解决这些矛盾，丹麦的物理学家玻尔提出了较好的解决方法。
卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存在，专门好地说明了α粒子散射实验。然而。经典物理学既无法说明原子的稳固性，又无法说明原子光谱的分立特点。