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18.3 氢原子光谱课后提升作业【基础达标练】1.(多选)卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景,解决的问题有()A.解释粒子散射现象B.用粒子散射数据估算原子核的大小C.结合经典电磁理论解释原子的稳定性D.结合经典电磁理论解释氢光谱【解析】选A、B。通过粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,据此可估算原子核的大小。而经典电磁理论并不能解释原子的稳定性和氢原子光谱,A、B正确,C、D错误。2.我们观察到的太阳光谱是()A.明线光谱B.吸收光谱C.连续光谱D.氢原子光谱【解析】选B。太阳是高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,因此,选项B正确。3.(多选)对于原子光谱,下列说法正确的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的光谱是相同的C.各种元素的原子结构不同,所以各种原子的光谱也是不同的D.分析物质发光的光谱,可以鉴别物质中含哪种元素【解析】选A、C、D。每一种元素的原子都有自己的原子结构,所以都有一系列不连续的特征谱线,元素不同,其特征谱线不同,光谱分析就是根据其特征谱线判断元素种类的,故B错,A、C、D对。4.(多选)光谱分析所用的光谱是()A.连续光谱B.明线光谱C.太阳光谱D.以上都可以【解析】选B、C。光谱分析可以用发射谱中的明线谱(原子光谱),也可以用吸收光谱,因为一种元素原子光谱中的明线谱和吸收光谱中的暗线是对应的,太阳光谱是吸收光谱,分析其中的暗线可以分析太阳大气层的元素组成。5.太阳光谱中有许多暗线,他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元素D.地球表面大气层中存在着相应元素,太阳内部存在着相应元素【解析】选C。太阳是高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,分析太阳的吸收光谱,可知太阳大气层的物质组成,因此,选项C正确,A、B错误。某种物质要观测到它的吸收光谱,要求它的温度不能太低,也不能太高,否则会直接发光,由于地球大气层的温度很低,太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质的原子吸收,故D错误。6.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A.59B.49C.79D.29【解析】选A。由巴耳末公式1=R(122-1n2),n=3,4,5当n=时,最小波长11=R122,当n=3时,最大波长12=R122-132,得12=59。7.计算巴耳末系中波长最大的光子的能量为多少?【解题指南】解答本题时应理解以下三点:(1)明确波长的最大、最小与n的关系。(2)了解巴耳末公式。(3)了解光子的能量与频率和波长的关系。【解析】根据公式1=R(122-1n2)可知当n=3时,最大,这时=654.5nm。据公式c=,E=h得E=h=hc=6.6310-343108654.510-9J310-19J。答案:310-19J【能力提升练】1.(多选)关于太阳的光谱,下列说法正确的是()A.太阳光谱为连续谱B.太阳光谱为吸收光谱C.研究太阳光谱,可以了解太阳大气层的物质成分D.研究太阳光谱,可以了解地球大气层的物质成分【解析】选B、C。太阳光谱是吸收光谱,是通过太阳大气层后,被太阳大气层中物质吸收后形成的光谱,而吸收光谱的谱线与这种元素的线状谱是对应的,因此分析吸收光谱,也可了解物质的组成。故A、D错,B、C正确。2.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。3.光谱分析使用的光谱是_,光谱分析的优点是_。各种原子的发射光谱都是_,说明原子只发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同,说明不同原子的发光频率是_的,因此这些亮线称为原子的_。【解析】光谱分析只能使用线状谱或吸收光谱,利用光谱分析可以达到很高的灵敏度,只要某种元素的含量达到10-10g就可以测出。原子的光谱都是线状谱,不同原子的线状谱不一样,因此称为原子的特征谱线。答案:线状谱或吸收光谱灵敏度高线状谱不一样特征谱线4.(2018宝鸡高二检测)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1=R132-1n2,n=4,5,6,R=1.10107m-1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域,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,频率为多大?【解析】(1)由帕邢系公式1=R132-1n2,当n=6时,得=1.0910-6m。(2)帕邢系形成的谱线在红外区域,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=3108m/s,由v=T=,得=v=c=31081.0910-6Hz=2.751014Hz。答案:(1)1.0910-6m(2)3108m/s2.751014Hz
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