План урока Тема урока: Излучение и поглощения света. Спектры излучения и поглощения света. Тип урока: урок усвоения новых знаний

1. 
   Организационный момент (1-2 мин.);
   
2. 
   Проверка домашнего задания(10-15 мин.);
   
3. 
   Изучение нового материала (25-30 мин.);
   
4. 
   Организация домашней работы (1-2 мин.);
   
5. 
   Подведение итогов урока(1-2 мин.).
   

Сформулируйте 2 постулат Бора (правило частот): электрон в атоме может «скачком» переходить из одного стационарного состояния (k-го) в другое (n-е). При этом переходе испускается или поглощается квант электромагнитно­го поля с частотой определяемой разностью энергий электрона в атоме в данных состояниях:

E_kn=hν_kn=E_k - E_n

И, наконец, 3 постулат Бора (правило квантования орбит): стационарные (разрешенные) электронные орбиты в атоме находятся из условия

mvr_n = nћ

А сейчас давайте решим несколько теоретических задач:

Энергия поглощенных квантов больше энергии излученных

3 кванта: при переходе с третьей орбиты на вторую, со второй на первую

Энергия системы электрон — ядро уменьшилась

Отличается расположением электронов в оболочке атома: в невозбужден-

Изменение энергии равно нулю

При испускании видимых лучей электрон в атоме водорода переходит с

1. Спектральные аппараты. Ньютон, направив тонкий пу­чок солнечного света на стеклянную призму, первым в исто­рии науки наблюдал спектральное разложение белого света. За призмой наблюдалось разложение белого света в цветной спектр: семь основных цветов — красный, оранжевый, жел­тый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, плавно перехо­дили друг в друга.

Ни один из источников света не дает монохроматического сета, т. е. света строго определенной длины волны. Та энер­гия, которую несет с собой свет от источника, определенным образом распределена по волнам всех длин, входящим в состав светового пучка. Можно также сказать, что энергия распределена по частотам, так как между длиной волны и частотой существует простая связь.

Для получения и исследования спектров используют спектральные аппараты. Наиболее простые спектральные приборы — призма и дифракционная решетка. Более точные — спектроскоп и спектрограф.

Спектроскопом называется прибор, с помощью которого визуально исследуется спектральный состав света, испускае­мого некоторым источником.

Если регистрация спектра происходит на фотопластинке, то прибор называется спектрографом.

На рисунке 132, б стр.121 приведена схема устройства спектроскопа, в котором для спектрального разложения применена призма. Для разложения света в спектр в спект­ральных аппаратах можно использовать дифракционную решетку.

Узкая щель Щ освещаемая источником света, нахо­дится в фокусе линзы Л1. Свет, прой­дя через линзу Л1, распространяется до призмы (или решетки) параллель­ным пучком. В призме (или решет­ке) единый световой пучок разлага­ется на несколько цветных парал­лельных пучков (на рис. 132 пока­зано только три таких пучка). Лин­за Л2, дает цветные изображения ще­ли Щ (спектр) в своей фокальной плоскости.

Спектры бывают 2 видов: спектры излучения и спектры поглощения. Совокупность длин волн, которые присутствуют в излучении любого вещества, называется спектром излучения. Совокупность длин волн, которые поглощаются этим веществом, называется его спектром поглощения.

2. Спектры излучения. Спектральный состав излучения у различных веществ имеет весьма разнообразный характер. Однако все спектры можно разделить на три типа: а) сплошной (непрерывный) спектр; б) линейчатый (атомный) спектр; в) полосатый (молекулярный) спектр.

Накаленные твердые и жидкие тела и газы (при большом давлении) испускают свет, разложение которого дает сплошной спектр, в котором спектральные цвета непрерывно переходят один в другой.

Характер непрерывного спектра и сам факт его существо­вания определяются не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимо­действия атомов друг с другом.

Сплошные спектры одинаковы для разных веществ, и поэтому их нельзя использовать для определения состава вещества. Откройте учебник на странице 176. Там изображен сплошной спектр.

Возбужденные атомы разреженных газов или паров испус­кают свет, разложение которого дает линейчатый спектр, со­стоящий из отдельных цветных линий. Каждый химический элемент имеет характерный для него линейчатый спектр. Атомы таких веществ не взаимодействуют друг с другом и из­лучают свет только определенных длин волн.

Изолированные атомы данного химического элемента из­лучают строго определенные длины волн. Это позволяет по спектральным линиям судить о химическом составе источника света. Откройте учебник на странице 176. Там изображен линейчатый спектр.

Спектр молекулы состоит из большого числа отдельных линий, сливающихся в полосы, четкие с одного края и раз­мытые с другого. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связан­ными или слабо связанными друг с другом.

В 1860 г. немецкие ученые Г. Кирхгоф и Р. Бунзен, изу­чая спектры металлов, установили:

1.каждый металл имеет свой спектр

2.спектр каждого металла строго постоянен

3.введение в пламя горелки любой соли одного и того же металла всегда приводит к появлению одинакового спектра

4.при внесении в пламя смеси солей нескольких металлов в спектре одновременно появляются все их линии;

Откройте учебник на странице 176. Там изображен полосатый спектр.

3. Спектры поглощения. Если белый свет от источника, дающего сплошной спектр, пропускается через пары иссле­дуемого вещества и затем разлагается в спектр, то на фоне сплошного спектра наблюдаются темные липни поглощения в тех же самых местах, где находились бы линии спектра ис­пускания паров исследуемого элемента. Такие спектры полу­чили название атомных спектров поглощения.

Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, излучают световые волны, энергия которых опре­деленным образом распределена по длинам волн. Поглощение света веществом также зависит от длины волны. Так, красное стекло пропускает волны, соответствующие красному свету, в поглощает все остальные.

В середине 19-го века немецкий ученый Густав Кирхгоф заметил, что положение двух близко расположенных темных линий в солнечном спектре подозрительно точно совпадает с положением уже знакомых нам ярких желтых линий в спек­тре паров натрия. И он предположил, что темные линии в солнечном спектре — это результат поглощения солнечного света парами натрия, находящимися во внешней атмосфере Солнца.

Дальнейшие опыты, проведенные с другими веществами, показали, что

Откройте учебник на странице 176.

4.Спектральный анализ. Спектр излучения (или поглоще­ния) атома подобен «отпечаткам пальцев»: каждый химический элемент характеризуется своим уникальным спектром.

Спектральным анализом называют метод изучения химического состава вещества, основанный на исследовании его спектров.

Схема проведения спектраль­ного анализа (рис. 132, а). а) Вещество, состав которого надо определить, приводится в состоя­ние, при котором оно станет излучать свет. Для этого вещество, обыч­но находящееся в твердом состоя­нии, путем сильного нагревания переводят в газообразное состояние, а через газы пропускают электрический ток. б) Свет, испускаемый атомами газа, направляется в спектральный прибор.

в) Сравнивая полученный спектр с эталонным, определяют состав исследуемого вещества.

Линейчатые спектры играют особо важную роль, потому что их структура прямо связана со строением атома. Ведь эти спектры создаются атомами, не испытывающими внешних и воздействий. Поэтому, знакомясь с линейчатыми спектрами, мы тем самым делаем первый шаг к изучению строения ато­мов. Наблюдая эти спектры, ученые получили возможность «заглянуть» внутрь атома.

С помощью спектрального анализа можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества, если даже его масса не превышает 10 ^-10 г. Линии, присущие данному эле­менту, позволяют качественно судить о его наличии. Яркость линий дает возможность (при соблюдении стандартных усло­вий возбуждения) количественно судить о наличии того или иного элемента,

Спектральный анализ можно проводить и по спектрам по­глощения. Именно линии поглощения в спектре Солнца и звезд позволяют исследовать химический состав этих небесных тел.

В астрофизике по спектрам можно определить многие фи­зические характеристики объектов: температуру, давление, скорость движения, магнитную индукцию и др.

Основные направления применения спектрального анализа таковы:

1. 
   физико-химические исследования;
   
2. 
   машиностроение, металлургия;
   
3. 
   атомная индустрия;
   

5) криминалистика.

Записи в тетрадях учеников подчеркнуты.

Записи учителя на доске.

Д/з конспект, упр. 4 № 1, 2, 3.

Излучение и поглощения света. Спектры излучения и поглощения света. Спектр излучения поглощения сплошной линейчатый полосатый

Ekn=hνkn=Ek - En mvrn = nћ