2020学年高中物理 18.3氢原子光谱

2020学年高中物理 18.3氢原子光谱

‎18.3氢原子光谱 ‎ ‎1.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】选C。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,C正确。‎ ‎2.对于光谱,下面的说法中正确的是　(　　)‎ 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.线状谱是由不连续的若干波长的光组成 C.太阳光谱是连续谱 D.太阳光谱是线状谱 ‎【解析】选B。原子光谱体现原子的特征,是线状谱,同一种原子无论多少发光特征都相同,即形成的线状谱都一样,故A错;B项是线状谱的特征,B对;太阳周围的元素吸收了相应频率的光,故太阳光谱是吸收光谱,故C、D错。‎ ‎3.(多选)(2020·阜阳高二检测)下列光谱中哪些是线状谱　(　　)‎ A.霓虹灯发光形成的光谱 B.白炽灯产生的光谱 C.酒精灯中燃烧的钠蒸汽所产生的光谱 D.蜡烛火焰产生的光谱 ‎【解析】选A、C。霓虹灯发光形成的光谱为线状谱,A正确;白炽灯和蜡烛火焰产生的光谱为连续谱,B、D错误;燃烧的钠蒸汽所产生的光谱为线状谱,C正确。‎ ‎4.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谱是连续谱 B.各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应 C.气体发出的光只能产生线状谱 D.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸汽可得到甲物质的吸收光谱 ‎【解析】选A。炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱,A正确;由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些,所以B错误;气体发光时,若是高压气体发光形成连续谱,若是稀薄气体发光形成线状谱,故C错误;甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸汽后,得到的是乙物质的吸收光谱,所以D错误。‎ ‎5.(多选)关于光谱和光谱分析,下列说法中正确的是　(　　)‎ A.发射光谱包括连续谱和线状谱 B.太阳光谱是连续谱,氢光谱是线状谱 C.线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析 D.光谱分析帮助人们发现了许多新元素 ‎【解析】选A、C、D。由光谱的概念和产生知A选项正确;太阳光谱是吸收光谱,则B选项错误;吸收光谱和线状谱的产生方法尽管不同,但同种物质吸收光谱中的暗线跟它的线状谱中的明线是相对应的,线状谱与吸收光谱都是原子的特征谱线,故都可以用于光谱分析,以鉴别物质和确定化学组成,故C、D项正确。‎ ‎6.(2020·蚌埠高二检测)太阳光的光谱中有许多暗线,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.地球大气层中存在着相应的元素 ‎【解析】选C。吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱,是当太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时,某些波长的光被太阳大气层含有的元素吸收而产生的,因此正确选项为C。‎ ‎【总结提升】求解光谱和光谱分析问题的技巧 解决有关光谱和光谱分析的问题,应从深入理解光谱的成因入手,正确理解不同谱线的特点。‎ ‎(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光镜后产生的光谱。它可分为连续谱和线状谱。‎ ‎①连续谱——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谱,如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光等都形成连续谱。‎ ‎②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱。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汽的发射光谱是线状谱。‎ ‎(2)吸收光谱——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有若干条暗线。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。‎ ‎7.(多选)关于巴耳末公式=R(-)的理解,正确的是(　　)‎ A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B.公式中n可取任意值,故氢光谱是连续谱 C.公式中n只能取整数值,故氢光谱是线状谱 D.公式不但适用于氢光谱的分析,也适用于其他原子的光谱 ‎【解析】选A、C。此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的4条谱线中得到的,只适用于氢光谱的分析,且n只能取大于等于3的整数,则λ不能取连续值,故氢原子光谱是线状谱。‎ ‎1.(2020·海口高二检测)以下说法中正确的是　(　　)‎ A.进行光谱分析,可以用连续光谱,也可以用吸收光谱 B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速 C.分析某种物质的化学组成,可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析 D.摄下月球的光谱,可以分析出月球上有哪些元素 ‎【解析】‎ 选B。进行光谱分析不能用连续光谱,只能用明线光谱或吸收光谱,A错误;光谱分析的优点是灵敏而且迅速,B正确;分析某种物质的化学组成,可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行分析,通过另一种物质的低温蒸气只能取得另一种物质的吸收光谱,C错误;月球不能发光,它只能反射太阳光,故其反射的光谱是太阳光谱,而不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素,D错误。‎ ‎2.如图甲所示的a、b、c、d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 ‎【解题指南】解答本题应把握以下三点:‎ ‎(1)明确原子光谱的特征。‎ ‎(2)清楚谱线和元素的对应关系。‎ ‎(3)理解光谱分析的意义。‎ ‎【解析】选B。把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,b元素的谱线在该线状谱中不存在,故B正确。与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素。‎ ‎3.(2020·石家庄高二检测)氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的两条谱线,其波长分别为654.55×10‎-9m和484.85×10‎-9m,根据巴耳末公式求所对应的n。‎ ‎【解析】根据巴耳末公式=R(-)得 ‎=1.10×107×(-)‎ 所以n1=3,‎ ‎=1.10×107×(-)‎ 所以n2=4‎ 答案:3　4‎ ‎4.(2020·苏州高二检测)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=R(-),n=4,5,6,…,R=1.10×‎107m-1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外光区,试求:‎ ‎(1)n=6时,对应的波长?‎ ‎(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少?n=6时,传播频率为多大?‎ ‎【解析】(1)由帕邢系公式=R(-),‎ 当n=6时,得λ=1.09×10‎-6m。‎ ‎(2)帕邢系形成的谱线在红外光区,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 c==λν,得ν==Hz=2.75×1014Hz。‎ 答案:(1)1.09×10‎-6m　(2)3×‎108m/s　2.75×1014Hz ‎