高中物理高中物理选修选修3-5粤教版粤教版第三节第三节 氢原子光谱氢原子光谱目标定位目标定位1.了解了解氢原子光原子光谱的特点的特点.2.知道巴耳末公式及里知道巴耳末公式及里德伯常量德伯常量.3.了解原子光了解原子光谱及光及光谱分析的分析的应用用一、氢原子光谱的巴耳末系一、氢原子光谱的巴耳末系1氢光谱的获得氢光谱的获得：在充有稀薄：在充有稀薄氢气的放气的放电管两极管两极间加上加上2 kV3 kV的高的高压，使，使氢气放气放电，氢原子在原子在_的激的激发下下发光，光，再通再通过_观察光察光谱2光谱的特点光谱的特点(1)氢原子光原子光谱在可在可见光区内有四条光区内有四条谱线，这些些谱线是几条是几条_(2)氢原子受激原子受激发只能只能发出几种出几种_的光的光电场分光分光镜分立的亮分立的亮线特定特定频率率里德伯常量里德伯常量二、氢原子光谱的其他线系二、氢原子光谱的其他线系莱曼系莱曼系帕邢系帕邢系布喇开系布喇开系普丰德系普丰德系三、原子光谱三、原子光谱1原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的变的_，这种光谱称为，这种光谱称为_2每种原子都有自己特定的每种原子都有自己特定的_，不同的原子，其原，不同的原子，其原子光谱均子光谱均_3通过对光谱的分析可鉴别不同的通过对光谱的分析可鉴别不同的_ ，确定物体的化学，确定物体的化学组成并发现组成并发现_.光光谱原子光原子光谱原子光原子光谱不相同不相同原子原子新元素新元素一、氢原子光谱的实验规律一、氢原子光谱的实验规律1氢原子的光谱氢原子的光谱从从氢气放气放电管可以管可以获得得氢原子光原子光谱，如，如图331所示所示图图3312氢原子光谱的特点氢原子光谱的特点：在：在氢原子光原子光谱图中的可中的可见光区内，由光区内，由右向左，相右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表的距离越来越小，表现出明出明显的的规律律性性3巴耳末公式巴耳末公式(1)巴耳末巴耳末对氢原子光原子光谱的的谱线进行研究得到了下面的公式：行研究得到了下面的公式：(2)公式中只能取公式中只能取n3的整数，不能的整数，不能连续取取值，波，波长是分立是分立的的值4其他谱线其他谱线：除了巴耳末系，：除了巴耳末系，氢原子光原子光谱在在红外和紫外光区外和紫外光区的其他的其他谱线，也都，也都满足与巴耳末公式足与巴耳末公式类似的关系式似的关系式答案答案1.21107 m9.10108 mA此公式是巴耳末在研究此公式是巴耳末在研究氢原子光原子光谱特征特征时发现的的B公式中公式中n可取任意可取任意值，故，故氢原子光原子光谱是是连续谱C公式中公式中n只能取不小于只能取不小于3的整数的整数值，故，故氢原子光原子光谱是是线状状谱D公式不但适用于公式不但适用于氢原子光原子光谱的分析，也适用于其他原的分析，也适用于其他原子的光子的光谱答案答案AC解析解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能只能取大于等于取大于等于3的整数，则的整数，则不能取连续值，故氢原子光谱是不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱线状谱二、光谱及光谱分析二、光谱及光谱分析1光谱分类光谱分类(1)发射光射光谱物体直接物体直接发出的光通出的光通过分光后分光后产生的光生的光谱它分它分为连续谱和明和明线光光谱(线状状谱)连续谱由由连续分布的一切波分布的一切波长的光的光组成的光成的光谱炽热的固体、液体和高的固体、液体和高压气体的气体的发射光射光谱是是连续谱，如灯，如灯丝发出的光、出的光、炽热的的钢水水发出的光都形成出的光都形成连续谱线状状谱只含有一些不只含有一些不连续的亮的亮线的光的光谱各种原子各种原子的的发射光射光谱(由稀薄气体由稀薄气体发出出)都是都是线状状谱每种原子都有每种原子都有自己的特征自己的特征谱线，不同元素，不同元素线状状谱不同不同(2)吸收光吸收光谱高温物体高温物体发出的白光通出的白光通过温度温度较低的物低的物质时，某些波，某些波长的光被的光被该物物质吸收后吸收后产生的光生的光谱这种光种光谱的特点是在的特点是在连续的背景上有若干条暗的背景上有若干条暗线这些暗些暗线与特征与特征谱线相相对应2光谱分析光谱分析(1)由于每种原子都有自己的特征由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光，因此可以根据光谱来来鉴别物物质和确定物和确定物质的的组成成分，成成分，这种方法叫做光种方法叫做光谱分分析析(2)可用于光可用于光谱分析的光分析的光谱：线状状谱和吸收光和吸收光谱3太阳光谱的特点太阳光谱的特点(1)太阳光太阳光谱的特点：在的特点：在连续谱的背景上出的背景上出现一些不一些不连续的的暗暗线，是一种吸收光，是一种吸收光谱(2)产生原因：当阳光透生原因：当阳光透过太阳的高太阳的高层大气射向地球大气射向地球时，太，太阳高阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光的光【例例2】(双选双选)关于光关于光谱和光和光谱分析，下列分析，下列说法中正确的是法中正确的是 ()A太阳光太阳光谱和白和白炽灯光灯光谱都是都是连续谱B霓虹灯霓虹灯产生的是生的是线状状谱C进行光行光谱分析分析时，只能用明，只能用明线光光谱D同一元素吸收光同一元素吸收光谱的暗的暗线与与线状状谱的位置是一一的位置是一一对应的的答案答案BD解析解析太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱状谱针对训练针对训练2(单选单选)利用光利用光谱分析的方法能分析的方法能够鉴别物物质和确定和确定物物质的的组成成分，关于光成成分，关于光谱分析，下列分析，下列说法中正确的是法中正确的是 ()A利用高温物体的利用高温物体的连续谱就可以就可以鉴别其其组成成分成成分B利用物利用物质的的线状状谱就可就可鉴别其其组成成分成成分C高温物体高温物体发出的光通出的光通过某物某物质后的光后的光谱上的暗上的暗线反映反映了高温物体的了高温物体的组成成分成成分D我我们观察月亮射来的光察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学，可以确定月亮的化学组成成答案答案B解析解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故成成分无关，故A错误；某种物质发光的线状谱中的明线错误；某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关，暗线，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关，C错错误；月亮反射到地面的光是太阳光谱，误；月亮反射到地面的光是太阳光谱，D项错误项错误.