第三节氢原子光谱.doc

第三节
氢原子光谱
【情境】 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，用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立特征？
【导引】卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了a粒子散射实验，但经典力学、电磁学的理论无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征，意味着核式结构模型需要改进和完善，

过程体验
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用 或 把光按波长展开，获得光的
成分和 成分的记录，即光谱，用
可以得到光谱的照片．
光谱的分类及其特点是怎样的？
【点拨】光谱分为发射光谱和吸收光谱．
发射光谱分为连续谱和线状谱．
发射光谱定义：由发光体直接产生的光谱．
(1)连续谱
连续分布的包含从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光形成连续谱．
(2)线状谱
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做线状谱，线状谱中的亮线叫谱线，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线状谱．线状谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱．实践证明，原子不同，发射的线状谱也不同，每种原子只能发射出具有本身特征的某些波长的光，因此线状谱的谱线也叫原子的特征谱线．
(3)吸收光谱
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收后产生的光谱，叫做吸收光谱，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应．这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光．因此吸收光谱中的暗谱线也是原子的特征谱线，太阳的光谱是吸收光谱．
(4)光谱特点：线状谱是一条条分立的亮线，连续谱是连在一起的光带．
迁移应用
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关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是 ( )
A．发射光谱包括连续谱和线状谱
B．阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱
C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析
D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素
知识点二 氢原子光谱
除巴耳末系外，氢原子光谱还有哪些线系？
【点拨】除巴耳末系之外，处于紫外区的赖曼系，处于红外区的帕邢系，及处于红外区的布拉开系等也都属于氢原子光谱，这些谱线的波长公式也都与巴耳末公式相类似．
迁移应用
根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n．（如图18 -3—1）

图18-3-1

过程体验
卢瑟福的原子核式结构与经典电磁理论的矛盾是什么？
【点拨】矛盾一：(1)按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑力，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．
(2)电磁辐射频率等于电子绕核旋转频率．
(3)随着电磁辐射的进行原子能逐渐减少，电子轨道半径越来越小，旋转频率连续增大，因而电子辐射电磁波的频率在连续变化，应该产生连续光谱，但原子光谱却是线状光谱．
矛盾二：按经典理论原子应是一个不稳定系统，因为按经典理论，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，最后落于核上，而实际上原子是个很稳定的系统．

基础达标
1．（基础理论辨析题）下列说法正确的是 ( )
A．发射光谱一定是连续谱
B．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析
C．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱
D．巴耳末公式只适用于氢原子发光
E．巴耳末公式中的行可以是任意数，故氢原子发光的波长是
任意的
2．（2013．南通高二检测）白炽灯发光产生的光谱是 ( )
A．连续光谱 B．明线光谱
C．原子光谱 D．吸收光谱
3．关于光谱，下列说法正确的是 ( )
A．一切光源发出的光谱都是连续谱
B．-切光源发出的光谱都是线状谱
C．稀薄气体发出的光谱是线状谱
D．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确
定物质的化学组成
4．．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 ( )
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．地球大气层中存在着相应的元素
5．下列关于特征谱线的几种说法，正确的有 ( )
A．明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线
B．明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特
征谱线
C．明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特
征谱线
D．同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的6．关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正
确的是 ( )
A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性
B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放
C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的
D．原子的核式结构模型彻底否定了经典电磁理论
7．下列关于光谱的说法正确的是 ( )
A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱
B．各种原子的线光谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一
一对应
C．气体发出的光只能产生线状光谱
D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的
吸收光谱

1．如图甲所示是口、6、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线
状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是 ( )
ajJ -‘‘u上』-L上上上LLLL_L—L
6一——u且———————u—一
C——’LJ_———_L———JIL..JL上
d--J—u—_L—上L—_L—Ju—一
甲
_J_r_JJ__J__JJJ__J__J__J__J__JnJL_LILL_L
乙
A.口元素 B．6元素
C．c元素 D．d元素
2．下列说法不正确的是 ( )
A.巴耳末线系光谱线的条数只有4条
B．巴耳末线系光谱线有无数条
C．巴耳末线系中既有可见光，又有紫外光
D．巴耳末线系在可见光范围内只有4条