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1、氫原子光譜教學(xué)設(shè)計新課標要求(一)知識與技能1了解光譜的定義和分類。2了解氫原子光譜的實驗規(guī)律,知道巴耳末系。3了解經(jīng)典原子理論的困難。(二)過程與方法通過本節(jié)的學(xué)習(xí),感受科學(xué)發(fā)展與進步的坎坷。(三)情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)我們探究科學(xué)、認識科學(xué)的能力,提高自主學(xué)習(xí)的意識。教學(xué)重點原子光譜的分類教學(xué)難點經(jīng)典理論的困難教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具:多媒體輔助教學(xué)設(shè)備課時安排1 課時教學(xué)過程(一)引入新課講述: 通過泰坦尼克號中“海洋之心”藍寶石的鑒定引入新課(二)進行新課一、棱鏡和光柵的分光原理1、棱鏡的分光原理(結(jié)合課件展示)討論:為什么用一束很細的光照射三棱鏡?2、光柵的分
2、光原理(1)光柵:由大量等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)器件稱為光柵。光柵由兩種一種是投射光柵,一種是反射光柵。(2)白光的單縫衍射圖樣(中央條紋)二、光譜1、光譜:復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)(如棱鏡、光柵)分光后,被色散開的單色光按波長(或頻率)大小而依次排列的圖案,全稱為光學(xué)頻譜。2、連續(xù)光譜:有的光譜是連在一起的光帶,稱為連續(xù)光譜。(1)思考:連續(xù)光譜對復(fù)色光的成分有什么要求?(2)由熾熱的固體、液體或高壓氣體所發(fā)的光都能形成連續(xù)光譜3、線狀光譜:有些光譜是一條一條的亮線,稱為線狀光譜。(1)思考:線狀光譜對光的成分有什么要求?(2)單原子氣體或金屬蒸氣所發(fā)的光波均有線狀光譜,故線狀光譜又稱原子光
3、譜,也叫原子的發(fā)射光譜。(3)由于特定的原子只能發(fā)出特定的現(xiàn)狀光譜,所以這種原子的線狀光譜,也叫它的特征光譜。4、吸收光譜:實驗表明當用連續(xù)光譜照射某種原子時,這種原子也會吸收與自己線狀光譜中波長相同的譜線,而使連續(xù)光譜中出現(xiàn)一些暗線的光譜,叫這種原子的吸收光譜。吸收光譜也是這種原子的特征光譜。思考:線狀光譜和吸收光譜由什么關(guān)系?5、光譜分析:光譜分析法是利用光譜學(xué)的原理和實驗方法以確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的分析方法。各種結(jié)構(gòu)的物質(zhì)都具有自己的特征光譜,光譜分析法就是利用特征光譜研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)或測定化學(xué)成分的方法。思考:給定你某種未知物質(zhì),可以采取哪些思路來對其進行光譜分析?思路1:使它發(fā)光,觀
4、察它的線狀光譜,進行分析。 思路2:用連續(xù)光譜照射,觀察它的吸收光譜,進行分析。 現(xiàn)在我們來共同探討用光譜分析的方法鑒定“海洋之心”藍寶石的真?zhèn)涡“倏疲海?)藍寶石,是剛玉寶石中除紅色的紅寶石之外,其它顏色剛玉寶石的通稱,主要成分是氧化鋁(Al2O3)。其中三氧化二鋁是晶體,透光很好,藍色的藍寶石,之所以是藍色,是由于其中混有少量鈦(Ti)和鐵(Fe)雜質(zhì)所致。(2)品相高的藍寶石的標準吸收光譜:(鈦和鐵的特征光譜疊加)三氫原子光譜1.氫原子光譜:氫原子是自然界中最簡單的原子,對它的光譜線的研究獲得的原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息,對于研究復(fù)雜的原子的結(jié)構(gòu)有指導(dǎo)意義. 從1885年,瑞士的中學(xué)教師巴耳末由
5、大量的實驗數(shù)據(jù)分析出氫原子發(fā)射的線狀譜是按照一定規(guī)律組成的若干線系構(gòu)成的,這些譜線的波長可以用下列表達式表示其滿足的規(guī)律稱為巴耳末公式: 式中R為一常數(shù),叫做里德伯常量.實驗測得R=1.10107 m-1,n為大于或等于3的一系列整數(shù).這個公式確定的一組譜線稱為巴耳末系,后來在氫原子光譜中的紫外區(qū)和紅外區(qū)又發(fā)現(xiàn)了另外的一些譜線,它們的譜線都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式.2.經(jīng)典理論的困難按照經(jīng)典理論原子是不穩(wěn)定的,原子發(fā)光的光譜應(yīng)為連續(xù)譜,事實上原子是穩(wěn)定的而且發(fā)光為線狀光譜. (1)按照盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型,核外電子受到原子核的引力作用,不可能是靜止的,它一定以一定的速度繞核轉(zhuǎn)動,既然電子在
6、運動,它的電磁場就在變化,而變化的電磁場會激發(fā)電磁波,也就是說,它將自己繞核轉(zhuǎn)動的能量以電磁波的形式輻射出去.因此,電子轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,電子會失去能量,最后一頭栽進原子核,但事實不是這樣的,原子是個很穩(wěn)定的系統(tǒng). (2)按照經(jīng)典的電磁理論,電子輻射電磁波的頻率,就是它繞原子核轉(zhuǎn)動的頻率,電子的能量越來越小,它離原子核越來越近,周期越來越短,這種變化是連續(xù)的,也就是說我們應(yīng)該得到原子輻射的各種頻率的光,即原子光譜應(yīng)為連續(xù)光譜,而實際上我們看到的是分立的線狀譜.原子到底是怎么發(fā)光和吸收光的呢? 下一節(jié)我們將揭開原子發(fā)光的面紗。練習(xí)題答案: 1、B 2、AD 3、C 4、AD 5、C 6、BC 7、C 8、AB 9、BC 10、AC 11、BC 12、6.5X10-7m 13、4四、小結(jié)五、板書設(shè)計