Излучение и поглощение света атомами . Виды спектров,спектральный анализ.

Содержание урока:
1.Строение атома водорода
2.Излучение и поглощение света атомом
3.Виды источников света
4.Спектральный анализ и его применение
5.Виды спектров

Согласно постулатам Бора:
1.
условие, при котором атом не излучает свет (электромагнитные волны):
У каждого электрона в атоме есть свой набор орбит. Пока электрон находится на одной из орбит, атом не излучает свет (э-м волны)
2.
условие, при котором атом излучает или поглощает свет (электромагнитные волны):
Атом излучает или поглощает свет (э-м волны) при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Строение атома водорода
+
-
а) если n=1 – основное состояние
б) если n>1 – возбужденное состояние
n=1
n=2
n=3
n=4
Е, эВ
-0,85
-3,42
n=1
n=4
n=3
n=2
-1,51
-13,6
Вывод: Для того чтобы атом мог излучать свет (э-м волны) его нужно ВОЗБУДИТЬ, передать энергию.
0
Свободный электрон
Электрон в основном состоянии

Источники света.
Холодные
Горячие
электролюминесценция
фотолюминесценция
хемилюминесценция
катодолюминесценция
лампы дневного света
газоразрядные трубки
огни святого Эльма
полярные сияния
свечение экранов плазменных телевизоров
фосфор
свечение экранов
телевизоров с ЭЛТ
некоторые глубоководные рыбы
микроорганизмы
Солнце
лампа накаливания
пламя
светлячки
трупные газы
тепловые
Холодное свечение-люминесценция
Г.с.
Г.с.

Самостоятельная работа
варианты

задача: Найдите энергию и длину волны излученного кванта при переходе электрона в атоме водорода:
1. E3-2
2. E4-2
3. E5-2
4. E6-2
5. E2-1
6. E6-3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
λ,*10 м
10 м
Е, эВ
-0,43
-0,85
-0,57
-1,51
-3,42
-13,6
1
6
5
4
3
2
-7
-7
1,91
6,49
2,57
4,82
2,85
4,35
2,99
4,14
10,18
1,2
1,08
11,48
Ультрафиолетовое
инфракрасное
11
Г.С.

Атомы каждого химического элемента излучают свойственный только ему линейчатый спектр
Линейчатые спектры :
натрия
водорода
гелия

Если пропустить излучение через треугольную призму, оно разложится в спектр.

Для получения спектров используют специальные приборы СПЕКТРОСКОПЫ

Спектральный анализ
?
Содержится ли в смеси газов (спектр4):
А) натрий (спектр1)
Б) водород (спектр 2)
В) гелий (спектр 3)?
-содержится
-содержится
-не содержится

Виды спектров
2.Полосатые
в газообразном молекулярном состоянии,
1.Линейчатые
в газообразном атомарном состоянии,
Н
Н2
3.Непрерывные или сплошные
тела в твёрдом и жидком состоянии, сильно сжатые газы, высокотемпературная плазма

Виды линейчатых спектров

Самостоятельная работа
варианты

Огни святого Эльма

Полярное сияние

Ночесветка – одноклеточная жгутиковая водоросль из отряда динофлагеллят. Достигает 2 мм в диаметре. Излучает свет в ответ на механическое раздражение.

Зрелище, похожее на сказочное, представляют собой некоторые тропические светляки, слетающиеся вмести, когда они загораются и гаснут синхронно. Самка южноамериканского светляка Phrixcthrix способна излучает свет как зеленого, так и красного цвета, причем делает это поочередно или одновременно.

Вариант №1
Альпинисты поднялись на высоту 3800 метров. Вдруг из-за хребтов наползли темные тучи и разразилась гроза. Когда первый альпинист дошел до самой вершины, она неожиданно засветилась. Человек оказался окруженным ярко сияющим ореолом, а его поднятая рука в кожаной перчатке излучала языки пламени! Вслед за ним «загорелись» и другие альпинисты.
Смотрите, у него горят волосы! — крикнул один, показывая на товарища рядом.
Оказалось, что волосы светились у всех, кто был без шапки. А когда кто-то снял шапку, волосы будто потянулись за ней, испуская голубые искорки. Да, что волосы! Искрились ледорубы, фотоаппараты, металлические пуговицы. И все это шипело, как самовар. Когда гроза прошла, огни исчезли. Альпинисты рассказывали потом, что после этого ощущали лишь покалывание на концах пальцев и у корней волос. А безымянную вершину, где все это случилось, они назвали пиком Электро.
История, произошедшая с альпинистами, поднимавшимися в горы Киргизского Алатау
1)Какое природное явление наблюдали в горах альпинисты?
2)Как возникает данное свечение?
3)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
В какой смеси газов (спектры 2, 3, 4) содержится водород (спектр 1)?
1
2
3
4

Вариант №2
Зимой 1952 года в Мурманской области в магазин привезли свежемороженую треску. Работник магазина принимал ее в темном помещении при свете фонаря. Когда он кончил работу и потушил фонарь, то с удивлением и испугом увидел: руки его светятся. Более того, в темноте перед ним открылась еще более поразительная картина: вся рыба и даже полка, на которой она лежала, светились.
Занятный случай
1)Какова причина свечения «Жар - рыбы»?
2)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
На рисунке изображены спектры излучения водорода (1), гелия (2), натрия (4). Какие из этих элементов содержатся в смеси веществ? (3)
1
2
3
4

Вариант №3
Я считал малодушным отказываться от принятого решения и тотчас же отправился в путь. Вышел за ворота и повернул по направлению к кладбищу, не испытывая ни малейшего страха. До леса я добрался благополучно, но, когда пришлось плестись по болоту, я завязнул по колено и чуть было не вернулся назад. Если бы не луна, которая освещала все кочки и трясины, неизбежно погиб бы в болоте. Добравшись до кладбища, я хотел уже отправиться обратно — и вдруг в трех саженях передо мною показалась длинная прозрачная фигура какого-то существа. С распростертыми руками оно стояло на месте. Я никогда не верил в привидения и с улыбкой слушал повести чересчур доверчивых рассказчиков. Но теперь привидение стояло передо мной! Мысли мои перепутались.
Я ни минуты не сомневался в действительности страшного призрака. Дрожа от волнения, повернул назад и двинулся по кочкам, не смея оглянуться назад. «Авось,— думалось мне,— оно пропадет...» На середине болота возвышался небольшой остров, совершенно сухой. Он был покрыт молодым березняком. Добравшись до этого места, я не утерпел и оглянулся. Какой же был мой ужас, когда в пяти шагах я увидел то же самое страшное привидение! Оно махало теперь руками, и лес, озаренный луной, сквозил через него. Я был не в силах овладеть собой. Подул ветерок, привидение заколыхалось, задрожало и тотчас опять замерло. Я стоял на месте точно прикованный. Ноги отказались повиноваться мне...
Рассказ гимназиста, который поспорил, что может ночью пройти через кладбище.
1)Как появился кладбищенский призрак?
2)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
На рисунке изображены спектры излучения водорода (1), гелия (2), натрия (3). Какие из этих элементов содержатся в смеси веществ? (4)
1
2
3
4

Вариант №4
«Непроходимые леса этого острова были населены людьми, которые не хотели покоряться пришельцам. Бесшумно появляясь и незаметно исчезая, папуасы уничтожали врагов отравленными стрелами. Опасаясь за свою жизнь, голландцы селились только там, куда жителям острова было нелегко проникнуть. Таким был поселок Бабо — с одной стороны его защищали непроходимые мангровые заросли и топи болот, с другой — море. На ночь поселенцы выставляли часовых.
В одну из темных ночей солдат, стоявший на берегу моря, узрел невиданное. У самой кромки прибоя сверкнул слабый свет и... побежал по берегу цепочкой светящихся пятен! Вот они совсем уже рядом, в нескольких метрах. На песке стали явно видны светящиеся следы... босой ноги. Они вспыхивали и тут же, через несколько секунд гасли. Кто-то невидимый шел по песку, оставляя огненные следы!
Замерший от ужаса часовой едва дождался смены. А утром стало известно: пропал один из жителей поселка — вышел из дома и не вернулся. Сомнений не было ни у кого: военный форт европейцев посетил сам дьявол! И прихватил с собой в ад человека...
Но этим дело не кончилось. Огненные следы появлялись теперь у поселка вновь и вновь. Причем каждый раз дьявол выбирал ночи потемнее, когда тучи закрывали небо и сильно шумело море. И каждый раз из поселка исчезали люди.
История, которая случилась во времена, когда голландцы завоевали Новую Гвинею.
1)Как могли возникнуть на песке светящие следы?
2)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
На рисунке изображены спектры излучения водорода (1), гелия (2), натрия (3). Какие из этих элементов содержатся в смеси веществ? (4)
1
2
3
4

Вариант №5
...1242 год. На льду Чудского озера с тевтонскими рыцарями, закованными в железо, яростно сражались воины Александра Невского. В разгар сражения темная северная часть небосвода стала светлеть. Свет был необычный. Как будут где-то за горизонтом зажглась гигантская свеча, пламя которой, колеблемое ветром, вот-вот готово погаснуть. Затем небо прорезал длинный зеленый луч и тут же пропал. Через мгновение над горизонтом появилась светящаяся зеленоватая дуга. Она становилась все ярче и ярче, поднималась все выше и выше. Вдруг из нее вылетел сноп ярких подвижных лучей — красноватых, бледно-зеленых, фиолетовых. Необычный свет озарил снег, воинов...
— Небесное знамение!— заговорили русские, крестясь.
Небесное знамение
1)Какое природное явление наблюдали воины Александра Невского?
2)Как возникает данное свечение?
3)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
В какой смеси газов (спектры 1, 3, 4) содержится гелий (2)?
1
2
3
4

Вариант №6
Какой-то раб,—его в лицо ты знаешь,—
Вверх поднял руку левую свою;
Она с такою силой запылала,
Как будто двадцать факелов горело;
И что ж — рука осталась невредимой...
Вчера ночная птица в самый полдень
На площади уселась, оглашая
Окрестности своим зловещим криком.
Когда так много видится чудес,
Нельзя сказать: «естественны они».
Уверен я, что горе предвещают
Они местам, в которых проявились».
Из беседы сенатора Цицерона с заговорщиком Каской.
1)Какое природное явление можно объяснить самовозгорания руки раба?
2)Как возникает это свечение?
3)За счёт какой энергии возбуждаются атомы?

Задание №2
В составе какого химического соединения (спектры 2, 3, 4) содержится водород (спектр 1)?
1
2
3
4