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光谱和光谱分析

04/09

第15单元:光谱和光谱分析

教学目的:1、掌握光谱的种类、产生条件及观察方法(包括分光镜的构造原理)

2、了解光谱分析的原理、方法、特点和应用

3、初步理解原子光谱规律性,是原子内部结构规律性的宏观表现

教具:分光镜、小电珠、酒精灯、食盐、氢光谱管、感应圈、电源

教学过程

一、 复习提问

什么是光的色散?红外线、可见光、紫外线三种电磁波,它们产生的机理是什么?

二、 导入新课

光波是由原子内部电子受到激发后产生的,由于各种物质的原子内部电子运动情况不同,所以它们发射的光波也不相同,都具有自已的特性。因此,研究物体的发光或吸收光情况,就可以了解它的化学组成,方法是通过光谱的观察,进行光谱分析。

首先熟悉一下,观察光谱的工具----分光镜的构造原理。如图所示,由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B组成的。

如在MN处放有照相底片的装置就是一台摄谱仪。

1、 分组分批观察不同光源产生的光谱。

(1) 小电珠发光

(2) 酒精灯芯放些食盐,钠蒸气发光。

(3) 接高压直流电源的氢光谱管。

2、 学生区分三种光源的光谱的不同特点。

(一)发射光谱

发射光谱--物体发光直接产生的光谱

连续光谱--由连续分布的一切波长的光(一切单色光)组成的光谱。由炽热的固体、液体及高压气体产生(产生条件)

明线光谱--由一些不连续的亮线组成的光谱。通常气压下,炽热的气体(稀薄气体)或金属蒸气产生的光谱,由游离状态的原子的发射而产生的,所以也叫原子光谱。

实验证明:每种元素的原子都有一定的明线光谱,每种原子只能发出具有本射特性的某些波长的光,因此,明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线。

(二)吸收光谱

吸收光谱--高温物体发出白光,通过物质时,某些波长的光被物质吸收后产生的光谱(条件)

实验证明:各种原子的吸收光谱中的每一条暗线,都跟该种原子的明线光谱中的一条明线相对应。这表明,低温气体原子吸收的光,恰好就是这种原子在高温时发出的光(特点)

因此,吸收光谱中的暗线,也就是原子的特征谱线,只是通常看到的要比明线光谱中少一些。

2、光谱分析

光谱分析--由于每种原子都有自已的特征谱线,根据原子光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法叫做光谱分析。

优点:非常灵敏而且迅速

应用:在科技中有广泛的应用。如检查半导体材料硅或锗的纯度。

历史上铷和铯的最初发现是19世纪初,研究太阳光谱,确定了太阳大气层中含有几十种元素

课后思考:1、为什么用光谱分析的方法可以鉴别物质的化学组成?

2、一个光强可调的平行光筒,发出一束平行光,通过钠的炽热蒸气,用分光镜观察它的光谱,是在连续光谱的明亮背景上出现了两条挨得很近的暗线。如果把平行光筒发光强度逐渐减弱下去。试问你所看到的光谱,将会发生怎样的变化?


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