18-3氫原子光譜

1、第三節(jié)第三節(jié) 氫原子光譜氫原子光譜早在早在1717世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的中得到的彩色光帶彩色光帶叫做叫做光譜光譜一、光譜一、光譜光譜光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強度分是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強度分布的記錄。有時只是波長成分的記錄。布的記錄。有時只是波長成分的記錄。發(fā)射光譜可分為兩類：發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜連續(xù)光譜和和明明線光譜線光譜。1.1.發(fā)射光譜發(fā)射光譜物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。發(fā)

2、射光譜。（1 1）連續(xù)光譜）連續(xù)光譜 例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。 熾熱的固體、液體及高壓氣體熾熱的固體、液體及高壓氣體的光的光譜，是由譜，是由連續(xù)連續(xù)分布的一切波長的光組分布的一切波長的光組成的，這種光譜叫做成的，這種光譜叫做連續(xù)光譜連續(xù)光譜。2 2）明線光譜（）明線光譜（原子光譜）原子光譜） 只含有一些只含有一些不連續(xù)的不連續(xù)的亮線亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。譜線，各條譜線對應不同波長的光。稀薄氣體或稀薄氣體或金

3、屬的蒸氣的發(fā)射光譜金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，也叫，也叫原子光譜原子光譜。高壓電源高壓電源光譜管光譜管各種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，明線各種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。光譜的譜線也叫原子的特征譜線。吸吸 收收 光光 譜譜鈉蒸氣光譜中產(chǎn)生的一組暗線，每條光譜中產(chǎn)生的一組暗線，每條暗線的波長都跟那種氣體原子暗線的波長都跟那種氣體原子的特征譜線相對應。的特征譜線相對應。（3）吸收光譜）吸收光譜 高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布高溫物體發(fā)出的白光（其中包

4、含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時，的一切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。這表明，這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光。這種原子在高溫時發(fā)出的光。因此吸收光譜因此吸收光譜中的暗譜線與中的暗譜線與明線相對應明線相對應，也是原子的特征，也是原子的特征譜線。譜線。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。鈉的發(fā)射光鈉的發(fā)射光譜譜 鈉的吸收光鈉的吸收光譜譜太陽的吸收太陽的吸收光譜光譜 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

5、產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā) 光形成的光形成的光譜的形式：連續(xù)分布，一切波長的光都有光譜的形式：連續(xù)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：稀薄氣體發(fā)光形成的光譜產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光形成的光譜光譜形式：一些不連續(xù)的明線組成，不同光譜形式：一些不連續(xù)的明線組成，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：熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后

6、，產(chǎn)生條件：熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后，再色散形成的再色散形成的光譜形式：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)一些暗線（與特征譜線相對應）出現(xiàn)一些暗線（與特征譜線相對應） 各種光譜的特點及成因：各種光譜的特點及成因： 由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學組成。這種根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學組成。這種方法叫做光譜分析。方法叫做光譜分析。l 原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)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結(jié)構(gòu)。性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu)。研究太陽研究太陽高層大氣高層大氣層所含元層所含元素素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。二、氫原子光譜二、氫原子光譜221111()3,4,5,.2Rnnm7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量原子核式結(jié)構(gòu)模型原子核式結(jié)構(gòu)模型與與經(jīng)典電磁理論經(jīng)典電磁理論的矛盾的矛盾核外電子繞核運動核外電子繞核運動輻射電磁波輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定原子