配套K12人教版高中物理选修35学案第十八章 学案3 氢原子光谱文档格式.docx
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D.线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析
答案 CD
二、氢原子光谱的实验规律
[导学探究]
(1)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,用氢气放电管和光谱仪可以获得氢原子光谱.
(2)能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长?
答案 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.
[知识梳理]
(1)巴耳末公式
=R(
-
),n=3,4,5,…式中R叫做里德伯常量,实验值为R=1.10×
107m-1.
①公式特点:
第一项都是
;
②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.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.
(2)其他公式
氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的关系式.如莱曼系在紫外光区,公式为
=R
,其中n=2,3,4,…
[即学即用] (多选)下列关于巴耳末公式
的理解,正确的是( )
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,故氢光谱是线状谱
D.公式不仅适用于氢光谱的分析,还适用于其他原子光谱的分析
答案 AC
解析 巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的,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光谱的分析,不适用于其他原子光谱的分析,D选项错误.
三、经典理论的困难
[导学探究]
(1)卢瑟福的原子结构很好地解释了α粒子散射实验,核外的电子绕核高速旋转,这个结构和经典的电磁理论有什么矛盾?
答案 核外电子被库仑力吸引→电子以很大速度绕核运动(绕核运动的加速度不为零)→电磁场周期性变化→向外辐射电磁波(绕核运动的能量以电磁波的形式辐射出去)→能量减少→电子绕核运动的轨道半径减小→电子做螺旋线运动,最后落入原子核中,但是原子是稳定的,并没有原子核外的电子落入原子核内.所以,经典的电磁理论不能解释电子核外的电子的运动情况和原子的稳定性.
(2)通过对氢原子光谱特点的分析,氢原子光谱是分立的线状谱,并符合巴耳末公式,这和经典的电磁理论又有什么对立之处?
经典的电磁理论不能解释哪些地方?
答案 电子绕核运动时辐射电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率→电子越转能量越小→轨道半径不断减小→运行频率不断改变→这个变化有连续性→原子辐射电磁波的频率也要不断变化→大量原子发光的光谱应该是连续谱.据经典理论,以上推理都是正确的,但推出的结果与现实不相符,说明经典理论可以很好地应用于宏观物体,但不能用于解释原子世界的现象.
[知识梳理]
(1)核式结构模型的成就:
正确地指出了原子核的存在,很好地解释了α粒子散射实验.
(2)困难:
经典物理学既无法解释原子的稳定性,又无法解释原子光谱的分立特征.
[即学即用] (多选)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,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上
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
答案 BC
解析 根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上,原子不应该是稳定的,并且发射的光谱应该是连续的.故正确答案为B、C.
例1 (多选)关于光谱,下列说法中正确的是( )
A.炽热的液体发射连续谱
B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析
C.太阳光谱中的暗线,说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素
D.发射光谱一定是连续谱
解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱,故A正确;
线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析,B正确;
太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素,C错误;
发射光谱有连续谱和线状谱,D错误.
答案 AB
二、氢原子光谱实验规律
例2 (多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式
),n=3,4,5,…,对此,下列说法正确的是( )
A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式
D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性,其波长的分立值并不是人为规定的
解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性,即辐射波长的分立特征,选项C、D正确.
针对训练 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )
A.
B.
C.
D.
答案 A
解析 由巴耳末公式
n=3,4,5,…
当n→∞时,有最小波长λ1,
,
当n=3时,有最大波长λ2,
,得
=
.
1.(多选)有关原子光谱,下列说法正确的是( )
A.原子光谱反映了原子结构特征
B.氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的
C.太阳光谱是连续谱
D.鉴别物质的成分可以采用光谱分析
答案 ABD
解析 各种原子的发射光谱都是线状谱,不同原子的线状谱不同.因此,线状谱又称为原子的特征谱线,所以A、B项正确;
鉴别物质的成分可采用光谱分析,故选项D正确;
太阳光通过太阳大气层后某些波长的光被吸收,因此太阳光谱是吸收光谱,不是连续谱,C错误.
2.太阳光谱中有许多暗线,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.太阳内部存在着相应的元素
答案 C
解析 太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的,因此,太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素,故C正确,A、B、D均错误.
3.关于线状谱,下列说法中正确的是( )
A.每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B.每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C.每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同
D.两种不同的原子发光的线状谱可能相同
解析 每种原子都有自己的结构,只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线,不会因温度、物质不同而改变,选项C正确.
4.(多选)关于巴耳末公式
A.此公式只适用于氢原子发光
B.公式中的n可以是任意数,故氢原子发光的波长是任意的
C.公式中的n是大于等于3的正整数,所以氢原子光谱不是连续的
D.该公式包含了氢原子的所有光谱线
解析 巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式,它只反映氢原子谱线的一个线系,故A对,D错;
公式中的n只能取不小于3的正整数,故B错,C对.
一、选择题(1~6为单选题,7~10为多选题)
1.关于原子光谱,下列说法中不正确的是( )
A.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的,所以各种原子的原子光谱是相同的
C.由于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
答案 B
解析 原子光谱为线状谱,A正确;
各种原子都有自己的特征谱线,故B错,C对;
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,B说法错误.
2.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形成连续谱
B.对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成
C.气体发出的光只能产生线状谱
D.甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱
3.关于光谱,下列说法中正确的是( )
A.大量原子发出的光谱是连续谱,少量原子发出的光谱是线状谱
B.线状谱由不连续的若干波长的光所组成
D.太阳光谱是线状谱
4.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.一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以确定物质的化学组成
解析 不同光源发出的光谱有连续谱,也有线状谱,故A、B错误;
稀薄气体发出的光谱是线状谱,C正确;
线状谱和吸收光谱可以进行光谱分析,D错误.
5.下列说法不正确的是( )
A.巴耳末系光谱线的条数只有4条
B.巴耳末系光谱线有无数条
C.巴耳末系中既有可见光,又有紫外光
D.巴耳末系在可见光范围内只有4条
解析 巴耳末系的光谱线有无数条,但在可见光区域只有4条光谱线,故B、C、D正确,A错误.
6.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1,其次为E2,则
为( )
C.
解析 由
得:
当n=3时,波长最长,
,当n=4时,波长次之,
,解得
,由E=h
得
7.下列对氢原子光谱实验规律的认识中,正确的是( )
A.虽然氢原子核外只有一个电子,但氢原子也能产生多种波长的光
B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线
C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线
D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关
解析 氢原子光谱是线状谱,波长是一系列不连续的、分立的特征谱线,并不是只含有一种波长的光,不是亮度不连续的谱线,A、B对,C错;
氢原子光谱是氢原子的特征谱线,只要是氢原子发出的光的光谱就相同,与放电管的放电强弱无关,D错.
8.下列关于特征谱线的几种说法,正确的是( )
A.线状谱中的亮线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线
B.线状谱中的亮线是特征谱线,吸收光谱中的暗线不是特征谱线
C.线状谱中的亮线不是特征谱线,吸收光谱中的暗线是特征谱线
D.同一元素的线状谱的亮线与吸收光谱的暗线是相对应的
答案 AD
解析 线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线,并且实验表明同一元素吸收光谱中的暗线都跟它的线状谱中的亮线相对应,所以A、D是正确的.
9.关于太阳光谱,下列说法正确的是( )
A.太阳光谱是吸收光谱
B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的
C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成
D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素
解析 太阳是高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,选项A、B正确;
分析太阳的吸收光谱,可知太阳大气层的物质组成,而某种物质要观测到它的吸收光谱,要求它的温度不能太低,也不能太高,否则会直接发光,由于地球大气层的温度很低,太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收,故选项C、D错误.
10.如图1甲所示,是a、b、c、d四种元素的线状谱,图乙是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺乏的是( )
图1
A.a元素B.b元素C.c元素D.d元素
答案 BD
解析 将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照.
二、非选择题
11.试计算氢原子光谱中巴耳末系的最长波和最短波的波长各是多少?
(保留三位有效数字)
答案 6.55×
10-17m 3.64×
10-7m
解析 根据巴耳末公式:
,n=3,4,5,…可得λ=
,当n=3时,波长最长,其值为λ1=
m≈6.55×
10-7m,当n=∞时,波长最短,其值为λ2=
m≈3.64×
10-7m.
12.氢原子光谱除了巴耳末系外,还有莱曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为
),n=4,5,6,…,R=1.10×
107m-1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域,试求:
(1)当n=7时,对应的波长;
(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大?
n=7时,传播频率为多大?
答案
(1)1.00×
10-6m
(2)3×
108m/s 3×
1014Hz
解析
(1)由帕邢系的公式
),
当n=7时,得λ≈1.00×
10-6m.
(2)帕邢系形成的谱线在红外区域,而红外线属于电磁波,在真空中以光速传播,故波速为光速c=3×
108m/s,由v=
=λf,得f=
Hz=3×
1014Hz.
小学语文学习必须了解的59个通假字,你的孩子都知道吗?
1、说(yuè
):
通“悦”,愉快。
学而时习之,不亦说乎?
(《论语十则》)
2、女:
通“汝”,你。
知:
通“智”,聪明。
诲女知之乎?
……是知也。
3、还:
通“旋”,回转,掉转。
扁鹊望桓侯而还走。
(扁鹊见蔡桓公))
4、齐:
通“剂”。
在肠胃,火齐之所及也。
(《扁鹊见蔡桓公》)
5、止:
通“只”。
担中肉尽,止有剩骨。
(《狼》)
6、亡:
通“无”
河曲智叟亡以应。
(《愚公移山》)
亡:
通“无”。
日之其所亡。
(《乐羊子妻》)
7、屏:
通“摒”。
屏弃而不用,其与昏与庸无以异也。
(《为学》)
8、帖:
通“贴”。
火:
通“伙”。
对镜帖花黄。
……火伴皆惊忙。
(《木兰诗》)
9、尔:
通“耳”,相当于“罢了”。
无他,但手熟尔。
(《买油翁》)
10、争:
通“怎”。
争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭。
(《如梦令》李清照)
11、见,通“现”。
路转溪头忽见。
(《西江月》辛弃疾)
见:
通“现”。
才美不外见……(《马说》)
何时眼前突兀见此屋。
(《茅屋为秋风所破歌》)
12、(《口技》)坐:
通“座”。
满坐寂然,无敢哗者。
13、扳:
通“攀”,牵,引。
日扳仲永环谒于邑人。
(《伤仲永》)
14、反:
通“返”。
寒暑易节,始一反焉。
15、惠:
通“慧”,聪明。
甚矣,汝之不惠。
16、厝:
通“措”,放置。
一厝逆东,一厝雍南。
17、那:
通“哪”,怎么。
问渠那得清如许。
(《观书有感》)
18、阙:
通“缺”。
两岸连山,略无阙处。
(《三峡》)
19、强:
通“僵”,僵硬。
昂首观之,项为之强。
(《闲情记趣》)
20、道:
通“导”,引导。
傧者更道,从大门入。
(《晏子故事两篇》)
21、曷:
通“何”。
缚者曷为者也?
22、熙:
通“嬉”,开玩笑。
圣人非所与熙也。
23、辑:
通“缉”,连缀。
饰以玫瑰,辑以翡翠。
(《买椟还珠》)
24、遽:
通“讵”,岂。
此何遽不为福乎?
(《塞翁失马》)
25、距:
通“拒”,挡。
……子墨子九距之。
(《公输》)
26、诎:
通“屈”,折服。
公输盘诎,而曰……(《公输》)
27、有:
通“又”。
舟首尾长约八分有奇。
(《核舟记》)
28、衡:
通“横”。
左手倚一衡木。
衡:
通“横”,梗塞,这里指不顺。
困于心,衡于虑。
(《生于忧患,死于安乐》)
29、甫:
通“父”。
虞山王毅叔远甫刻。
30、简:
通“拣”,挑选。
盖简桃核修狭者为之。
31、错:
通“措”。
以君为长者,故不错意也。
(《唐雎不辱使命》)
32、仓:
通“苍”。
要离之刺庆忌也,仓鹰击于殿上。
33、裁:
通“才”,仅仅。
数至八层,裁如星点。
(《山市》)
34、適:
通“谪”。
发闾左適戍渔阳九百人。
(《陈涉世家》)
35、唱:
通“倡”,倡导。
为天下唱,宜多应者。
36、以:
通“已”。
得鱼腹中书,固以怪之矣。
37、被:
通“披”。
将军身被坚执锐。
被:
同舍生皆被绮绣。
(《送东阳马生序》)
38、食:
通“饲”,喂。
食马者不知其能千里而食也。
(《马说》)
39、材:
通“才”。
食之不能尽其材。
40、邪:
通“耶”,表示疑问,相当于“吗”。
其真无马邪?
41、僇:
通“戮”,遭到贬谪。
自余为僇人,……(《始得西山宴游记》)
42、暴:
通“曝”。
而游者皆暴日中。
(《峡江寺飞泉亭记》)
43、畔:
通“叛”。
寡助之至,亲戚畔之。
(《得道多助,失道寡助》)
44、曾:
通“增”。
曾益其所不能。
45、拂:
通“弼”,辅佐。
入则无法家拂士。
46、具:
通“俱”,全,皆。
政通人和,百废具兴。
(《岳阳楼记》)
47、属:
通“嘱”。
属予作文以记之。
48、赀:
通“资”,资财,钱财。
馔酒食,持其赀去。
(《越巫》)
49、不:
通“否”。
客问元方:
“尊君在不?
”(《陈太丘与友期》)
50、直:
通“值”。
玉盘珍馐直万钱。
(《行路难》其一)
51、辟:
通“避”,躲避。
故患有所不辟也。
(《鱼我所欲也》)
52、辩:
通“辨”,辨别。
万钟则不辩礼义而受之。
53、得:
通“德”,恩惠,这里是感激。
与:
通“欤”,语气词。
所识穷乏者得我与?
54、乡:
通“向”,从前。
乡为身死而不受。
55、信:
通“伸”。
欲信大义于天下。
(《隆中对》)
56、已:
通“以”。
自董卓已来……(《隆中对》)
57、徧:
通“遍”,遍及,普及。
小惠未徧,民弗从也。
(《曹刿论战》)
58、支:
通“肢”。
四支僵硬不能动。
59、埘:
通“橛”,指为栖鸡做的木架。
鸡栖于埘,日之夕矣,牛羊下来(《君子于役》)
(《山