2013高考物理一轮复习知识点总结课件：第十八章 3 氢原子光谱

3氢原子光谱知识点1光谱1．用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)成分和强度分布的记录，即光谱，用摄谱仪可以得到光谱的照片．2．物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类：(1)___________——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱．它可分为_________和_________(线状光谱)．①连续光谱——由连续分布的一切波长的光(一切单色光)组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光等．发射光谱连续光谱明线光谱②明线光谱——只含有一些连续的亮线的光谱．它是由游离状态的原子发射的，因此也叫原子光谱．稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱．实验证明，每种元素的原子都有一定特征的明线光谱．可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的明线光谱．不同元素的原子产生的明线光谱是不同的，但同种元素原子产生的明线光谱是相同的，这意味着，某种物质的原子可从其明线光谱加以鉴别．因此称某种元素原子的明线光谱的谱线为这种元素原子的特征谱线．(2)__________——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点是在连续光谱的背景上由若干条暗线组成的．例如太阳光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱．实验表明，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线．吸收光谱达10知识点2光谱分析光谱分析明线光谱1．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它的化学组成，这种方法叫做_________．2．做光谱分析时，可以利用_________，也可利用________．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某种元素在物质中含量－10g，就可以从光谱中发现它的特征谱线将其检查出来．光谱分析在科学技术中有广泛的应用：(1)检查物质的纯度；(2)鉴别和发现元素；(3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离等．吸收光谱知识点3氢原子光谱1．氢原子光谱的实验规律(1)从氢气放电管可以获得原子光谱，如图18－3－1所示．图18－3－1(2)巴耳末公式氢原子光谱在可见光区域的四条谱线满足巴耳末公式1λ＝R122－1n2，n＝3,4,5，…R称为里德伯常量，实验测得R＝1.10×107m－1，巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．氢原子光谱在红外光和紫外光区域的其他谱线满足与巴耳末公式类似的其他公式，如赖曼系在紫外光区，公式为1λ＝R112－1n2，n＝2,3,4，…2．经典理论的困难(1)经典物理学无法解释原子的稳定性按照经典物理学，核外电子在原子核的库仑引力作用下，以一定的速度绕核转动，电子做变加速运动，它产生的电磁场就在变化，而变化的电磁场会激发电磁波，即电子不断把自己绕核转动的能量以电磁波的形式辐射出去．因此电子绕核转动使系统不稳定，电子会失去能量，轨道半径逐渐变小，最后落在原子核上．但是事实不是这样，原子是个很稳定的系统．(2)经典物理学无法解释原子光谱的分立特征根据经典电磁理论，电子辐射的电磁波的频率就是它绕核转动的频率．电子越转能量越小，它离原子核就越来越近，转得也就越来越快，这个变化是连续的，也就是说，我们应该看到原子辐射出各种频率(波长)的光，即原子的光谱应该总是连续的，而实际上我们看到的是分立的线状谱．【例题】在可见光范围内氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数为n，求：(1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？解析：(1)谱线对应的n越小波长越长，故当n＝3、4时，氢原子发光所对应的波长最长．当n＝3时，1λ1＝1.10×107×122－132m－1解得λ1＝6.5×10－7m.答案：(1)6.5×10m4.8×10m(2)3.06×10－7－7－19J当n＝4时，1λ2＝1.10×107×122－142m－1解得λ2＝4.8×10－7m.(2)当n＝3时，对应的氢原子巴耳末系中波长最长，设它为λ，E＝hν＝hcλ＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J＝3.06×10－19J.1．计算巴耳末系中的最短波长．解：根据巴耳末系中的波长公式：1λ＝R122－1n2n＝3,4,5，…式中里德堡常量R＝1.096776×107m－1当n＝∞时，波长最短：1λ＝R4λ＝3.65×10－7m＝365nm.题型1光谱集合【例题】(双选)关于光谱，下列说法中正确的是()A．太阳光谱是连续光谱B．稀薄的氢气发光产生的光谱是线状谱C．煤气灯上燃烧的钠盐汽化后的钠蒸气产生的光谱是线状谱D．白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱解析：太阳光谱是太阳光产生的白光，通过太阳周围温度较低的大气时，某些波长的光被太阳大气层中的某些元素吸收从而产生的吸收光谱，所以A不正确；稀薄的氢气发光是原子光谱又叫明线光谱，所以B正确；钠蒸气产生的光谱是原子光谱，C正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，所以D不正确，应选B、C.答案：BC1．对原子光谱，下列说法不正确的是()BA．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的C．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D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，由此知A、C、D说法正确，故选B.题型2巴耳末公式的理解A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱【例题】(双选)关于巴耳末公式1λ＝R122－1n2的理解，正确的是()解析：巴耳末公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的，故A选项正确；公式中的n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱，B选项错误，C选项正确；巴耳末公式只适用于氢原子光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，D选项错误．答案：AC2．对于巴耳末公式下列说法正确的是()BA．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发出的在可见光区的光的波长C．巴耳末研究了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发出的光的波长