高中物理 第3章 原子世界探秘 3_4 光譜分析在科學技術(shù)中的應(yīng)用教師用書 滬科版選修3-5

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3.4　光譜分析在科學技術(shù)中的應(yīng)用 學 習 目 標 知 識 脈 絡(luò) 1.知道發(fā)射光譜和吸收光譜.(重點) 2.知道特征光譜及其應(yīng)用.(重點、難點) 3.了解光譜分析的應(yīng)用.(重點) 發(fā) 射 光 譜 和 吸 收 光 譜 [先填空] 1.發(fā)射光譜 物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜，叫做發(fā)射光譜. (1)由連續(xù)分布的包含一切波長的光組成的光譜，叫連續(xù)譜. (2)由一些不連續(xù)的亮線組成的光譜，叫線狀譜. 2.特征光譜 每種元素的原子都有各自的發(fā)射光譜，是由一系列不連續(xù)的具有特定波長的譜線組成的光譜. 3.吸收光譜 (1)定義 物體發(fā)出的白光，通過溫度較低的物質(zhì)蒸氣時，某些波長的光被該物質(zhì)吸收后形成的光譜叫做吸收光譜. (2)特點 各種原子的吸收光譜的每一條暗線都與這種原子的發(fā)射光譜中明線相對應(yīng). [再判斷] 1.各種原子的發(fā)射光譜都是連續(xù)譜.() 2.太陽光譜是線狀譜.() 3.由于不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同，所以不同元素的原子光譜也不相同.(√) [后思考] 為什么用棱鏡可以把各種顏色的光展開？ 【提示】　不同顏色的光在棱鏡中的折射率不同，因此經(jīng)過棱鏡后的偏折程度也不同. [核心點擊] 1.正確區(qū)分發(fā)射光譜和吸收光譜 2.太陽光譜 (1)太陽光譜的特點：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜. (2)對太陽光譜的解釋：陽光中含有各種顏色的光，但當陽光透過太陽的高層大氣射向地球時，太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達地球的這些譜線看起來就暗了，這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線. 1.白光通過棱鏡后在屏上會形成按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫排列的連續(xù)光譜，下列說法正確的是(　　) A.棱鏡使光譜加了顏色 B.白光是由各種顏色的光組成的 C.棱鏡對各種顏色光的偏折不同 D.發(fā)光物體發(fā)出了在可見光區(qū)的各種頻率的光 E.白光是由七種固定頻率的光組成的 【解析】　白光通過棱鏡使各種顏色的光落在屏上的不同位置，說明棱鏡對各種顏色的光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長(或頻率)排列，即白光是包括各種頻率的光，光的顏色是由波長(或頻率)決定，并非棱鏡增加了顏色，故B、C、D均正確，A、E錯誤. 【答案】　BCD 2.對于光譜的產(chǎn)生，下列說法正確的是(　　) A.正常發(fā)光的霓虹燈屬稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生的是明線光譜 B.白光通過某種溫度較低的蒸氣后將產(chǎn)生吸收光譜 C.撒上食鹽的酒精燈發(fā)出的光是明線光譜 D.熾熱高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的是明線光譜 E.白熾燈絲發(fā)出的是連續(xù)光譜 【解析】　霓虹燈為稀薄氣體發(fā)光，光譜應(yīng)為明線光譜，A正確；白光通過溫度較低的蒸氣產(chǎn)生吸收光譜，B正確；撒上食鹽的酒精燈的光通過食鹽應(yīng)為吸收光譜，而熾熱高壓氣體發(fā)出的光為連續(xù)光譜，C、D錯誤；白熾絲發(fā)出的光為連續(xù)光譜，E正確. 【答案】　ABE 在處理光譜的問題中，要注意分清各種光譜，知道其特點，明確它們的關(guān)系. 光 譜 分 析 的 應(yīng) 用 [先填空] 1.光譜分析 由于每種元素都有自己的特征光譜，因此可以根據(jù)光譜來鑒別和確定它們的化學組成.這種方法叫做光譜分析. 2.應(yīng)用 (1)光譜分析幫助人們發(fā)現(xiàn)了許多新元素. (2)研究天體的物質(zhì)成分. (3)鑒定食品的優(yōu)劣. (4)鑒定文物. [再判斷] 1.線狀譜和連續(xù)譜都可以用來鑒別物質(zhì).() 2.高溫物體發(fā)出的光通過物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分.() 3.明線光譜與吸收光譜都可以用于光譜分析，以鑒別物質(zhì)和確定它們的化學組成.(√) [后思考] 1.某種元素的原子光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線具有什么關(guān)系？ 【提示】　一一對應(yīng)關(guān)系. 2.利用太陽光譜能分析得出太陽內(nèi)部含有哪些元素嗎？ 【提示】　不能，只能分析太陽大氣層中含有的元素. 3.關(guān)于光譜和光譜分析，下列說法正確的是(　　) 【導學號：67080031】 A.太陽光譜和白熾燈光譜是線狀譜 B.霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜 C.進行光譜分析時，可以利用線狀譜，不能用連續(xù)譜 D.觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學組成 E.太陽光譜是吸收光譜 【解析】　太陽光譜是吸收光譜，而月亮反射太陽光，也是吸收光譜，煤氣燈火焰中鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜屬稀薄氣體發(fā)光，是線狀譜.由于月亮反射太陽光，其光譜無法確定月亮的化學組成. 【答案】　BCE 4.太陽光的光譜中有許多暗線，它們對應(yīng)著某些元素的特征譜線，產(chǎn)生這些暗線是由于________. 【解析】　吸收光譜的暗線是連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的.太陽光的吸收光譜應(yīng)是太陽內(nèi)部發(fā)出的強光經(jīng)較低溫度的太陽大氣層時某些波長的光被太陽大氣層的元素原子吸收而產(chǎn)生的. 【答案】　太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素 (1)太陽光譜是吸收光譜，是陽光透過太陽的高層大氣層時而形成的，不是地球大氣造成的. (2)某種原子線狀光譜中的亮線與其吸收光譜中的暗線是一一對應(yīng)的，兩者均可用來作光譜分析.