47. Виды спектров и спектральный анализ (Манакова А. Ж.)

Текст урока

• Конспект

   , Название предмета: Физика.
  Класс 11
  УМК: Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений :\ Мякишев Г.Я., Б.Б. Буховцев, В.М.Чаругин; М.:Просвещение,20010 г
  Уровень  обучения – базовый 68 часов (2 часа в неделю).
  Тема  урока: « Виды спектров и спектральный анализ»
  Общее количество часов, отведенное на изучение темы: 19 часов.
  Место урока в системе уроков по теме: второй урок из главы 10 «Излучение и спектры», предстоит знакомство с практическим применений знаний.
  Тема: «Виды излучения спектры и спектральный анализ»
  Цель урока – познакомить учащихся  со  спектрами химических веществ и практическим применением спектрального анализа в астрофизике, химии и других отраслях.
  Задачи урока:
  Образовательные: сформировать понятия о видах излучения, видах спектров, спектральном анализе и его применении.
  Развивающие: развивать представление о процессе научного познания, обеспечить развитие аналитических умений, применять знания в конкретных ситуациях, обобщить и систематизировать изученный материал, выяснить роль опыта и теории.
  Воспитательные: воспитывать и формировать коммуникативные качества, прививать культуру умственного труда, повышать познавательный интерес к предмету, показать бесконечность процесса познания, открыть духовный мир и человеческие качества ученых, познакомить с историей развития науки, рассмотреть вклад ученых в развитие теории света.
  Планируемые результаты: учащиеся должны объяснять свойства различных видов электромагнитного излучения и различать их виды; знать о практическом применение спектрального анализа
  Техническое обеспечение урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация к уроку, спектроскоп, генератор высоковольтный, набор спектральных трубок, спиртовка, кусочек асбеста, смоченного в растворе поваренной соли, набор флюоресцирующих жидкостей, призма (плоскопараллельная пластина)
  Демонстрации: наблюдение сплошного и линейчатых спектров при помощи спектроскопа и треугольной призмы (плоскопараллельной пластинки).
  Содержание урока:
  1.Организация (1мин) Мобилизующее начало, мотивация, позитив.
  Вводный инструктаж (2 мин) Правила техники безопасности в кабинете физики, на уроках, при выполнении демонстраций и практических работах, (знакомство с правилами и роспись в журналах по ТБ).
  2.Актуализация опорных знаний (5 мин) Цель: воспроизвести ранее полученные знания и подготовить почву для активного усвоения нового материала.
  1. Что такое свет? (поток электромагнитных волн с длиной волны 4*10-7–8*10-7м)
  2. При каком условии электромагнитные волны излучаются? (Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц)
  3. Какие виды излучений вы знаете?
  4.Что такое спектр?
  5.Какие бывают спектральные аппараты и для чего они нужны?
   Постановка учебной проблемы. Сообщение темы и цели урока.
  3. Изучение нового материала (30мин) Спектральный состав излучения веществ весьма разнообразен, но несмотря на это все спектры можно разделить на три типа.
  Спектры испускания
  Совокупность частот или длин волн, которые содержатся в излучении какого-либо вещества, называют спектром испускания. Они бывают трех видов.
  Сплошной В наблюдаемых спектрах мы видим все цвета радуги, то есть волны всех длин. В спектре нет разрывов и он представляет сплошную, непрерывную разноцветную полосу. Такие спектры называют непрерывными или сплошными. Солнечный спектр или спектр дугового фонаря является непрерывным. Непрерывные (или сплошные) спектры, как показывает опыт, дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры. 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. Непрерывный спектр дает также высокотемпературная плазма. Электромагнитные волны излучаются плазмой в основном при столкновении электронов с ионами.
  Линейчатый спектр.
  Эксперимент №1 по наблюдению линейчатого спектра при помощи спектроскопа и треугольной (плоскопараллельной, скошенный край) призмы, воспользуемся осветителем, лампа которого излучает свет благодаря электрическому разряду в газе. Наблюдается спектр в виде отдельных линий. (Учащиеся наблюдают спектр).
  Эксперимент №2Внесем в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченного раствором обыкновенной поваренной соли. При наблюдении пламени в спектроскоп на фоне едва различимого непрерывного спектра пламени вспыхнет ярко желтая линия. Эту желтую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени.  Каждый из спектров- это частокол цветных линий различной яркости, разделённых широкими тёмными полосами. Такие спектры называются линейчатыми. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах). Каждая из линий имеет конечную ширину.
  Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный, основной тип спектров. Изолированные атомы данного химического элемента излучают строго определенные длины волн. При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются и, наконец при очень большой плотности газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр.
  Линейчатые спектры представлены в учебнике рис.V,2,3,4 на цветной вклейке
  Полосатые спектры.
  Спектры, которые излучаются атомами отличаются от молекулярных.Для наблюдения молекулярных спектров так же, как и для наблюдения линейчатых спектров, обычно используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий, разделённых тёмными промежутками. Это полосатый спектр. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.
  Спектры 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. Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее интенсивно свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра - это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения. (Просмотр различных видов спектров, используя ресурс из Интернет)
  Анимация «Исследование с помощью спектроскопа» (диск ф-11 приложение к учебнику)
  Спектральный анализ
  Линейчатые спектры играют особо важную роль, потому что их структура прямо связана со строением атома. Ведь эти спектры создаются атомами, не испытывающими внешних воздействий. Главное свойство линейчатых спектров состоит в том, что длины волн (или частоты) линейчатого спектра какого-либо вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов. Атомы любого химического элемента дают спектр, не похожий на спектры всех других элементов: они способны излучать строго-определенный набор длин волн.
  На этом основан спектральный анализ - метод определения химического состава вещества по его спектру. Подобно отпечаткам пальцев у людей линейчатые спектры имеют неповторимую индивидуальность. Неповторимость узоров на коже пальца помогает часто найти преступника. Точно так же благодаря индивидуальности спектров каждого атома химического элемента, имеется возможность определить химический состав тела. С помощью спектрального анализа можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества, если даже его масса не превышает 10-10г. Это очень чувствительный метод. Количественное содержание элемента в исследуемом образце определяется путем сравнения интенсивности отдельных линий спектра этого элемента с интенсивностью линий другого химического элемента, количественное содержание которого в образце известно. Количественный анализ состава вещества по его спектру затруднен, так как яркость спектральных линий зависит не только от массы вещества, но и от способа возбуждения свечения. Так, при низких температурах многие спектральные линии вообще не появляются. Однако при соблюдении стандартных условий возбуждения свечения можно проводить и количественный спектральный анализ. В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. С помощью спектрального анализа были открыты многие новые элементы: рубидий, цезий и др. Элементам часто давали названия в соответствии с цветом наиболее интенсивных линий спектра. Рубидий дает темно-красные, рубиновые линии. Слово цезий означает «небесно-голубой». Это цвет основных линий спектра цезия.
  Применение спектрального анализа.
  Работа с учебником, ответить на вопросы к § 83
  Металлургия, машиностроение, атомная индустрия
  Благодаря сравнительной простоте и универсальности спектральный анализ является основным методом контроля состава вещества в металлургии, машиностроении, атомной индустрии. С помощью спектрального анализа определяют химический состав руд и минералов. Состав сложных, главным образом органических, смесей анализируется по их молекулярным спектрам
  Криминалистика, астрофизика. (дополнительный материал из разных источников)
  4. Закрепление первичных знаний (3 мин)
  Вопросы по теме:
  1. Какие виды спектров вы знаете?
  2. Какой спектр называется спектром поглощения?
  3. Что называют спектральным анализом?
  4. Где применяется спектральный анализ?
  Задания на экране (презентация, выполнение заданий обучающего характера с последующей проверкой).
  5. Самостоятельная работа (контролирующего характера) (6мин)
     6.Итоги урока. Оценки.(2 мин)
  7.Домашнее задание (1мин)
  1. § 82-83 изучить параграфы, уметь отвечать на вопросы в конце параграфов
  
  Литература и интернет –источники:
   1.В.А. Волков. Поурочнные разработки по физике:11класс.-М.:ВАКО,20013.
  
  2.Сборник задач по физике. 10-11классы/ Н.А. Парфентьева- 2-е изд.-М.:Просвещение,2009.
   3..В.Ф. Шилов. Пособие для учителей общеобразовательных организаций. 
   4.Ф-10,11класс.М.Просвещение,2013   5..infourok.ru/konspekt_uroka_fiziki_11_klass_po_teme_izluchenie_i_spektry._shkala_elektromagnitnyh_izlucheniy-320911.htm
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   
  
   

   Read more ...

  Автор(ы):

  Скачать: Физика 11кл - Конспект.docx