光学·光谱
一、教学目标
1.要掌握的知识方面.
(1)学习光谱和光谱分析的目的.
(2)各种光谱形成的原因及特征,能正确地区分不同种类的光谱.
2.培养实验操作和观察能力方面.
(1)了解分光镜的构造和原理.
(2)能够使用分光镜观察光谱.
(3)通过观察光谱,能够形象地了解和区别连续光谱、明线光谱和吸收光谱.
3.进行物理研究方法的教育.
物理是以实验为基础的科学,其中的规律是经过实验、归纳、推理得出的,而且还需经过实验验证.学习物理首先要具备唯物主义的科学观点,另外还应该具备较强的实验操作能力.
二、重点、难点的分析
1.重点是使学生掌握光谱的分类及从现象上区分各种光谱,并能够掌握发射光谱和吸收光谱的形成过程方面的区别.
2.难点是实验操作上如果分光镜调节不当或分辨率不够,则难于观察到理想的光谱.
三、教具
光谱管、高压感应圈、分光镜(台式两架、手持式若干)、白炽灯泡、酒精灯各一件,食盐、火柴适量.
四、主要教学过程
(一)新课引入
物质发出的可见光其共同特点是因为原子内部电子受激发而产生,但不同种类的物质发出的光又有各自的特征.为了了解各种物质的化学成分,观察光谱是其中一种重要的方法.
(二)教学过程设计
1.提出问题.什么是光谱?光谱什么样子?
首先将手持式分光镜分发给学生,让他们对着太阳光或日光灯观察,告诉他们怎么调节.然后请几位学生描述一下现象.
说明通过分光镜的目镜观察到的彩色条纹就是光谱.它是光线进入分光镜经过透镜和三棱镜的折射后形成的像.
简要介绍分光镜的构造及成像的原理.
2.学生自己看书,思考问题.
问题:(1) 什么叫发射光谱?什么叫吸收光谱?它们各是如何形成的?
(2)发射光谱又分为哪两种光谱?如何形成的?
(3)对同一种元素既可以观察它的明线光谱又可观察它的吸收光谱,怎样操作?
(4)什么叫光谱分析?光谱分析的目的是什么?
3.由学生回答以上问题,教师协助学生归纳.
物体直接发光形成发射光谱.炽热的固体、液体及高压气体发光形成连续光谱,它由一切波长的光组成.如白炽灯发光,灯泡中灯丝达上千度,则发出的光谱是连续光谱.稀薄气体发光产生明线光谱,它是由不连续的亮线组成,如稀薄气体放电时,则发出明线光谱.连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生吸收光谱.如白光通过较冷的钠蒸气,就可以观察到吸收光谱.
根据各种元素的特征谱线就可以鉴别物质和确定它的化学成分,这种方法叫光谱分析.光谱分析既可以利用明线光谱,也可以利用吸收光谱.
4.将学生分成三组,依次观察实验.
第一组,利用台式分光镜观察光谱管发光.主要看钠、氢、汞的明线光谱.
第二组,利用手持分光镜观察白炽灯的连续光谱.
第三组,将食盐洒在酒精灯心上,利用台式分光镜观察钠的吸收光谱.
5.引导学生做本节课小结,填写下表.
发射光谱
吸收光谱
连续光谱明线光谱
产生的条件
光谱的形式
明确太阳光谱不是连续光谱,太阳内发出的强光经过太阳大气层,产生了吸收光谱.人们正是根据太阳光谱中的暗线才知道了它的大气层中含有的元素.。