Цебрук -

План- конспект
урока физики в 11` классе
2
Тема урока: Излучение и поглощения света. Спектры излучения и
поглощения света.
Тип урока: урок усвоения новых знаний;
Форма урока: урок – лекция;
Цели урока:
1. Образовательная: содействовать формированию таких понятий как
спектр, спектры поглощения и излучения, спектральный анализ, повысить
научный уровень этих знаний, обеспечивая их системность благодаря
всестороннему и более глубокому изучению этих понятий;
2.
Воспитательная:
способствовать
формированию
мировоззрения
учащихся, раскрывая единство материального мира;
3.
Развивающая:
способствовать
формированию
самостоятельности,
внимательности, умению выделять главное, наблюдать, анализировать и
делать выводы.
Ведущая идея урока: Спектр – распределение энергии, излучаемой
или поглощаемой веществом, по частотам или длинам волн.
Этапы урока:
1. Организационный момент (1 мин.);
2. Проверка домашнего задания(10-15 мин.);
3. Изучение нового материала (25-30 мин.);
4. Организация домашней работы (2 мин.);
5. Подведение итогов урока(2 мин.).
Ход урока
1.
Здравствуйте,
кто
пришел
с
хорошим
настроением
–
присаживайтесь. Для начала вспомним постулаты Бора.
2. Кто мне сформулирует I постулат Бора (постулат стационарных
состояний)? Ответ: электрон в атоме может находиться только в особых
стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует
определенная энергия. Когда электрон находится в стационарном состоянии,
3
атом не излучает.
Кто мне сформулирует 2 постулат Бора (правило частот). Ответ:
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:
Ekn=hνkn=Ek - En
И , н а к о н е ц , кто мне сформулирует 3 постулат Бора (правило
квантования орбит). Ответ: стационарные (разрешенные) электронные
орбиты в атоме находятся из условия
mvrn = nћ
А сейчас решим несколько качественных задач:
1. При облучении атома водорода электроны перешли с первой
стационарной орбиты на третью, а при возвращении в исходное состояние
они переходили сначала с третьей орбиты на вторую, а затем со второй на
первую. Что можно сказать об энергии квантов, поглощенных и
излученных атомом?
Ответ: Энергия поглощенных квантов больше энергии излученных
2. Сколько квантов с различной энергией может испустить атом
водорода, если электрон находится на третьей орбите?
Ответ: 3 кванта: при переходе с третьей орбиты на вторую, со второй
на первую и с третьей на первую орбиту.
3. Электрон в атоме водорода перешел с четвертого энергетического
уровня на второй. Как при этом изменилась энергия атома? Почему?
Ответ: Энергия системы электрон — ядро уменьшилась
4. Чем отличается
атом,
находящийся в стационарном состоянии,
4
от атома в возбужденном состоянии?
Ответ: Отличается расположением электронов в оболочке атома: в
невозбужденном атоме электроны находятся на наименьшем расстоянии от
ядра; их уровни энергии являются минимальными.
5. Как изменилась энергия атома водорода, если электрон в атоме
перешел с первой орбиты на третью, а потом обратно?
Ответ: Изменение энергии равно нулю
6. На какие стационарные орбиты переходят электроны в атоме
водорода при испускании видимых лучей? ультрафиолетовых лучей?
Ответ: При испускании видимых лучей электрон в атоме водорода
переходит с третьей и более удаленных орбит на вторую. При испускании
ультрафиолетовых лучей электрон в атоме водорода переходит с любой
орбиты на первую
3. А сейчас запишите тему нашего сегодняшнего с вами урока (написана
на доске): Излучение и поглощения света. Спектры излучения и поглощения
света.
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,
входящих в состав, светового пучка. Можно также сказать, что энергия
распределена по частотам, так как между длиной волны и частотой,
существует простая связь: hv = с.
Полагаться на глаз при оценке распределения энергии нельзя, так как глаз
обладает
избирательной
чувствительностью
к
свету
(максимум
его
5
чувствительности лежит в желто-зеленой области спектра).
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
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.
Возбужденные атомы разреженных газов, или паров испускают свет,
разложение которого дает линейчатый спектр: состоящий из отдельных
цветных линий. Каждый химический элемент характерный для него
линейчатый спектр. Атомы таких веществ не взаимодействуют друг с другом
и изучают только определенные длин волн. Изолированные атомы данного
химического элемента излучают строго определенные длины волн. Это
позволяет по спектральным, линиям судить о химическом составе источника
6
света 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 Кирхгоф и 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 смесей солей нескольких металлов в спектре
одновременно появляются все их линии;
5) яркость спектральных линий зависит от. концентрации элемента в данном
веществе
3. Спектры поглощения. Если белый свет от источника дающего
сплошной спектр, испускается через пары исследуемого вещества и затем
разлагается в спектр, то на фоне сплошного спектра наблюдаются темные
линии 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, и,
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
7
в солнечном спектре это результат поглощения солнечного света парами
натрия, находящимся во внешней атмосфере Солнца. Дальнейшие опыты,
проведенные с другими веществами, показали, что
Атомы поглощают излучение лишь тех длин волн, которые они могут
испускать при данной температуре.
4. Спектральный анализ. Спектр излучения (или поглощения) атома подобен
«отпечаткам пальцев», каждый химический элемент характеризуется своим
уникальным
спектром.
Благодаря
этому
мох<но
с
высочайшей
чувствительностью определять химический состав тел.
Спектральным анализом называют метод излучения химического
состава вещества, основанный на исследовании его спектров.
Линейчатые спектры играют особо важную роль, потому что их структура
прямо связана со строением атома. Ведь эти спектры создаются атомами, не
испытывающими внешних 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 этик 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:
8
1) физико—химические исследования;
2) машиностроение, металлургия;
3) атомная индустрия;
4) астрономия, астрофизика;
5) криминалистика.
5. Атомные спектры и теория Бора. Постулаты Бора объясняют
происхождение линейчатых спектров и их закономерности. Физики до
появления теории Бора ломали голову, пытаясь расшифровать сложные
спектры. Когда же Бор доказал, что «спектр - это биография атомов, точнее
атомных электронов», ученым стало легче. Комбинируя различные орбиты
электронов в атоме, можно рассчитать все наблюдаемые линии в спектре.
4. А сейчас откройте дневники и запишите домашнее задание: Конспект,
упр. 4 № 1, 2, 3 в вашем учебнике.
5. Всем спасибо, было приятно с вами работать. Урок окончен.
Записи в тетрадях учеников подчеркнуты в план- конспекте.
Записи учителя на доске:
Излучение и поглощения света.
Спектры излучения и поглощения
света.
Д/з:
конспект,
упр. 4 № 1, 2,
3.
Спектр
излучения
а) сплошной
б) линейчатый
в) полосатый
Ekn=hνkn=Ek - En
поглощения
mvrn = nћ