2024-2025年高二物理人教版选修3-5同步备课第3课 氢原子光谱（备课堂）.docxVIP

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第3课氢原子光谱

备课堂

教学目标：

（一）知识与技能

1．了解光谱的定义和分类。

2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

3．了解经典原子理论的困难。

（二）过程与方法

通过讲练结合，培养学生各种能力

（三）情感态度与价值观

科学在发展

重点：

光谱的成因

难点：

光谱的成因

教学方法：讲授+练习

教学用具：多媒体

讲法速递

（一）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？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。

板书：第3节氢原子光谱

预习检测：

一、光谱

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．

练习：

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．(×)

预习检测：

二．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：eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(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．

三．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．

练习：

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．(×)

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？

解析：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？

解析：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．

（二）进行新课：

1．光谱（结合课件展示）

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。

（1）发射光谱

物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。

发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱？

学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。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。

教师讲述：炽热的固体、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、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。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征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。

（2）吸收光谱

教师：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。

课件展示，氢、钠的光谱、太阳光谱

（3）光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

2．氢原子光谱的实验规律

教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

引导学生阅读教材55页有关内容。

氢原子光谱是什么光谱？它是如何获取的？

答案氢原子光谱是线状谱，用氢气放电