第3节 氢原子光谱
1．光谱．
(1)用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长成分和强度分布的记录．这称作光谱．有些光谱是一条条的亮线．我们把它们叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱．有的光谱是连在一起的光带．我们把它叫作连续谱．
(2)各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光．每种原子都有自己的特征谱线，我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称作光谱分析．
2．氢原子光谱的实验规律．
氢原子光谱的一组谱线(巴耳末系)的波长用一个公式表达：＝R式子中n只能取整数，n＝3，4，5，…，R为一个常数．
3．经典理论的困难．
卢瑟福的核式结构很好地解释了α粒子散射实验，但与经典理论相矛盾．既无法解释原子的稳定性．又无法解释原子光谱的分立特征，这样必须要引入新观点．
1．有关原子光谱，下列说法不正确的是(C)
A．原子光谱间接地反映了原子结构特征
B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的
C．太阳光谱是连续谱
D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
解析：不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利用光谱分析可以用来确定元素，原子光谱可以间接反映原子结构的特征．A、B、D正确．太阳光谱是不连续的，故C不正确．
2．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是(BD)
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱
B．霓虹灯产生的是明线光谱
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C．进行光谱分析时，只能用明线光谱
D．同一元素吸收光谱的暗线与明线光谱的位置是一一对应的
解析：太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为明线光谱．
3．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是(D)
A．氢原子只有几个能级
B．氢原子只能发出平行光
C．氢原子有时发光，有时不发光
D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的
解析：本题考查的是氢原子光谱的相关问题，只有几条不连续的亮线，其原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的；D正确．
4. (多选) 下列说法正确的是(CD)
A．各种原子的发射光谱都是连续谱
B．爱因斯坦的光子说解释了光电效应现象，光电子的最大初动能与入射光子的频率无关
C. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式模型
D. 实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波
解析：光谱还有可能是线状的，A错误，光电子的最大初动能与入射光子的频率有关，B错误，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式模型，C正确，实物粒子也具有波动性，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，D正确．
5．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法正确的是(B)
A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分
B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分
C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系
解析：由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A项错误；某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B项正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C项错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D项错误．
6．太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线的原因是由于(C)
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．太阳内部存在着相应的元素
解析：由于对太阳光谱的成因认识不清，易误认为暗线是由于太阳内部缺少相应的元素产生的，因此错误地选择了B.实际上太阳内部进行着激烈的热核反应，它发出的连续光谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱，我们通过对太阳光谱中暗线的分析，把它跟各种原子的特征谱线对照，就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、镁、硅、钙、钠等几十种元素．因此正确答案为C.
7．(多选)下列说法正确的是(CD)
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A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条
C．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱的一个例证
解析：氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线．故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确．
8．(多选)关于巴耳末公式＝R的理解，正确的是(AC)
A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的
B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱
解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，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．
9．(多选)关于原子光谱，下列说法正确的是(AD)
A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的
B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的
C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的
D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
解析：原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对、B错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对、C错．
10．(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是(BD)
A．a元素
B．b元素
C．c元素
D．d元素
解析：将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．
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