2021学年第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型第1课时导学案

这是一份2021学年第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型第1课时导学案，共6页。学案主要包含了光谱，氢原子光谱的实验规律，经典理论的困难等内容，欢迎下载使用。
第四章原子结构和波粒二象性第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型第1课时 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念2.知道氢原子光谱的实验规律3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征知识点一、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)吸收光谱：连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱3．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．知识点二、氢原子光谱的实验规律1.氢原子的光谱（可见光）氢原子只能发出一系列特定波长的光，氢原子光谱是不连续的线状谱。2.巴耳末公式①公式：＝R∞(－)(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．3.氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。知识点三、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．1．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系，帕邢系等，其中赖曼系的表达式为，求赖曼系中波长最长的波对应的频率．【答案】【详解】对于赖曼系，当时对应光的波长最长波长的光对应的频率为2．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线的波长为．（1）试推算里德伯常量的值．（2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量．（）【答案】（1）（2）        【详解】（1）巴耳末系中第一条谱线为时，即（2）巴耳末系中第四条谱线对应，则1．白炽灯发光产生的光谱是(    )A．明线光谱 B．连续光谱 C．原子光谱 D．吸收光谱【答案】B【详解】白炽灯发光产生的光谱是炽热的灯丝发射的连续光谱，故B正确，ACD错误．2．日光灯正常工作时，灯管内的稀薄汞蒸气由于气体放电而发射几种特定的光子．而汞的明线光谱中既有可见光，又有紫外线．其中只有紫外线全部管壁上的荧光粉吸收，并使荧光粉受到激发而发射波长几乎连续分布的可见光．日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是（    ）A．与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱B．与太阳光光谱相同的光谱C．连续光谱与汞的明线光谱（除紫外线外）相加的光谱D．是吸收光谱【答案】C【详解】A．日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是线状谱，而白炽灯灯光的光谱是连续光谱，故A错误；B．太阳光光谱也是连续光谱，故B错误；C．连续光谱与汞的明线光谱（除紫外线外）相加的光谱，属于线状谱，故C正确；D．不是吸收光谱，故D错误．故选：C3．在矿物勘探中，勘探人员经常会用光谱分析的方法来确定矿物的成分．如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为A．a元素 B．b元素C．c元素 D．d元素【答案】B【详解】由特征谱线与线光谱对比可知，特征谱线中缺少b元素的特征谱线，可知可以确定该矿物中缺少的元素为b，故选B.4．关于光谱的下列说法中，错误的是（   ）A．连续光谱和明线光谱都是发射光谱B．明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线C．固体．液体和气体的发射光谱是连续光谱，只有金属蒸气的发射光谱是明线光谱D．在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光【答案】C【详解】A．发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A说法正确；B．明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线，故B说法正确；C．固体．液体和气体的发射光谱是连续光谱，并不是只有金属蒸气的发射光谱是明线光谱，故C说法错误；D．在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光，故D说法正确；所以选C。5．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中（　　）A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C．只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D．只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线【答案】B【详解】处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于放出光子的能量满足hγ=Em-En，处于较高能级的电子可以向较低的激发态，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子．故ACD错误，B正确；故选B。6．下列说法正确的是（　　）A．普朗克提出了实物粒子也具有波动性B．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率和光照强度都有关C．各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光D．汤姆逊根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是质子流【答案】C【详解】A．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性，故A错误；B．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光照强度无关，故B错误；C．各种原子的发射光谱都是线状谱，因为原子只能发出几种特定频率的光，故C正确；D．汤姆逊根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是电子流，故D错误。故选C。7．原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　）A．频率相同的光子能量相同B．原子跃迁发射的光子频率连续C．原子跃迁只产生单一频率的光子D．激光照射金属板不可能发生光电效应【答案】A【详解】A．根据可知，频率相同的光子能量相同，故A正确；B．原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化，能量是量子化的，故而频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点——频率不连续特点，故B错误；C．原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，故C错误；D．根据可知，激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。故选A。8．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是（    ）A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系【答案】B【详解】A.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A错误；B.某种物质发光的线状谱中的亮线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对照，即可确定物质的组成成分，B正确；C.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，C错误；D.某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误．