18.3節(jié)氫原子光譜

1、湯姆生通過陰極射線管，發(fā)現(xiàn)了電子并測出其荷湯姆生通過陰極射線管，發(fā)現(xiàn)了電子并測出其荷質(zhì)比。質(zhì)比。18.3 氫原子光譜早在早在1717世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象棱鏡后的色散現(xiàn)象一、什么是光譜？一、什么是光譜？光譜，光譜，全稱是全稱是光學(xué)頻譜光學(xué)頻譜，是復(fù)色光通過色，是復(fù)色光通過色散系統(tǒng)（如光柵、棱鏡）進行分光后，散系統(tǒng)（如光柵、棱鏡）進行分光后，依依照光的波長（或頻率）的大小順次排列形照光的波長（或頻率）的大小順次排列形成的圖案成的圖案。 發(fā)射光譜可分為兩類：發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)譜連續(xù)譜和和線狀譜線狀譜。物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做物體發(fā)光直接產(chǎn)生

2、的光譜叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜。二、光譜分類：二、光譜分類：1.發(fā)射光譜：發(fā)射光譜：發(fā)射光譜發(fā)射光譜吸收光譜吸收光譜 連續(xù)分布連續(xù)分布的包含有從紅光到紫的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)譜。光各種色光的光譜叫做連續(xù)譜。是否所有物質(zhì)發(fā)的光都是這樣的光譜？是否所有物質(zhì)發(fā)的光都是這樣的光譜？連續(xù)譜：連續(xù)譜： 熾熱的固體、液體和高壓氣體熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如譜是連續(xù)光譜。例如鎢絲白熾燈絲發(fā)出的光、鎢絲白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。此光譜有何特點？此光譜有何特點？線狀譜：線狀譜：只含有一些只含

3、有一些不連續(xù)的亮線不連續(xù)的亮線的光譜叫做的光譜叫做線狀譜線狀譜。氫氣發(fā)光時的光譜氫氣發(fā)光時的光譜光譜特點：光譜特點：1.不連續(xù)，只是一些不連續(xù)，只是一些亮線亮線組成組成2.不同色，每種顏色對應(yīng)著一種波長不同色，每種顏色對應(yīng)著一種波長3.不等距，相鄰兩種光的波長間距不相同不等距，相鄰兩種光的波長間距不相同 光譜中的亮線叫光譜中的亮線叫譜線譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。稀薄氣體稀薄氣體或或金屬的蒸氣金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是的發(fā)射光譜是線狀譜線狀譜。線狀譜線狀譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜。是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜。此光譜有何特點？此光

4、譜有何特點？實驗證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，實驗證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此線，因此線狀譜的譜線也叫原子的狀譜的譜線也叫原子的特征譜線特征譜線。2.吸收光譜：吸收光譜：成因：成因：高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過低溫物質(zhì)時，波長的光）通過低溫物質(zhì)時，某些波長某些波長的光的光被物質(zhì)吸收被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做該物質(zhì)的后產(chǎn)生的光譜，叫做該物質(zhì)的吸收光譜吸收光譜。特點：特點：在連續(xù)光譜上在連續(xù)光譜上缺失了某些成份的光缺失了

5、某些成份的光譜譜此光譜有何特點？此光譜有何特點？各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。這表明，這表明，低溫氣體原子低溫氣體原子吸收的光吸收的光，恰好就是這種原子在高，恰好就是這種原子在高溫時溫時。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。征譜線。 由于每種原子都有自己的由于每種原子都有自己的特征譜線特征譜線，因此可，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成。這以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化

6、學(xué)組成。這種方法叫做種方法叫做光譜分析光譜分析。l 原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 光光 譜譜發(fā)射光譜發(fā)射光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體熾熱的固體、液體和和高壓氣體高壓氣體發(fā)發(fā) 光形成的光形成的光譜的形式：光譜的形式：連續(xù)連續(xù)分布，一切波長的光都有分布，一切波長的光都有線狀光譜線狀光譜（原子光譜）（原子光譜）產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光稀薄氣體發(fā)光形成的光譜形成的光譜光譜形式：

7、一些光譜形式：一些不連續(xù)的明線不連續(xù)的明線組成，不同組成，不同元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）吸收光譜吸收光譜定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的定義：連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜光譜產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的白光通過溫度較白光低熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后，的氣體后，再再色散色散形成的形成的光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)出現(xiàn)一些暗線一些暗線（與（與特征譜線特征譜線相對應(yīng)）相對應(yīng)） 各種光譜的特點及成因：各種光譜的特點及成因：觀察氫原子的光譜實驗：觀察氫原子的光譜實驗：1.裝置：裝置：高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器23kv氫氣光譜管氫氣光譜管分光鏡分光鏡氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。三、氫原子光譜實驗規(guī)律三、氫原子光譜實驗規(guī)律紅紅綠綠巴耳末（瑞士中學(xué)數(shù)學(xué)老師）的研究巴耳末（瑞士中學(xué)數(shù)學(xué)老師）的研究巴末耳公式巴末耳公式巴耳末系巴耳末系 巴爾末系巴爾末系是氫原子在可見光區(qū)的是氫原子在可見光區(qū)的一組一組譜線，譜線，在在紅紫外區(qū)紅紫外區(qū)