18.3-氫原子光譜-課件

1、第十八章 原子結構 第三節(jié) 氫原子光譜人教版選修人教版選修3-5盧瑟福所提出的原子核式結構是什么？盧瑟福所提出的原子核式結構是什么？電子在核的周圍怎樣運動？電子在核的周圍怎樣運動？它的能量怎樣變化？它的能量怎樣變化？一、光譜一、光譜牛頓發(fā)現(xiàn)了日光通過三牛頓發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的彩色光把實驗中得到的彩色光帶叫做帶叫做光譜光譜光譜：光譜：用用光柵光柵或或棱鏡棱鏡把光按波長分開，獲得把光按波長分開，獲得光的波長光的波長(頻率頻率)和強度和強度分布的記錄。（有時候只記錄波長成分）分布的記錄。（有時候只記錄波長成分）1 1、發(fā)射光譜：、發(fā)射光譜：物體發(fā)光直

2、接產生的光譜。物體發(fā)光直接產生的光譜。(1) (1) 連續(xù)光譜連續(xù)光譜由由連續(xù)連續(xù)分布的一切波分布的一切波長長的光的光組組成成 特點：特點：整個光譜區(qū)域都是亮的整個光譜區(qū)域都是亮的 產生：產生：熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜 實例：實例：白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水 二、光譜分類二、光譜分類光譜分為光譜分為發(fā)射光譜發(fā)射光譜和和吸收光譜吸收光譜(2) (2) 線狀光譜（明線光譜）線狀光譜（明線光譜）產生：產生：稀薄氣體或金屬的蒸汽的發(fā)射光譜稀薄氣體或金屬的蒸汽的發(fā)射光譜 線狀光譜由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，也叫線狀光譜由游離狀

3、態(tài)的原子發(fā)射的，也叫原子光譜原子光譜 只含有一些只含有一些不連續(xù)的亮線不連續(xù)的亮線的光譜的光譜線狀譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。線狀譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。實例：實例：霓虹燈發(fā)出的光霓虹燈發(fā)出的光幾種原子的發(fā)射光譜幾種原子的發(fā)射光譜1、各種原子的發(fā)射光譜都是線狀光譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光。2、不同原子的亮線位置（譜線）不同，說明不同原子的發(fā)光頻率不同。因此線狀光譜的譜線被稱為原子的特征譜線。3、吸收光譜、吸收光譜現(xiàn)象：現(xiàn)象：光譜區(qū)域存在一條條暗線光譜區(qū)域存在一條條暗線高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)

4、分布的一切波長的光）通過低溫物質時，通過低溫物質時，某些波長某些波長的光的光被物質吸收被物質吸收后產生的光譜。后產生的光譜。各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射光譜（線狀光譜）中的一條明線相對應。發(fā)射光譜（線狀光譜）中的一條明線相對應。 吸收光譜也是原子的特征譜線吸收光譜也是原子的特征譜線太陽光譜是吸收光譜太陽光譜是吸收光譜 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)光譜來根據(jù)光譜來鑒別物質鑒別物質和和確定物質的化學組成確定物質的化學組成。這種。這種方法叫做光譜分析。方法叫做光譜分析。 光是原

5、子內部電子的運動產生的光是原子內部電子的運動產生的，原子光譜的，原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結構的不連續(xù)性，所以光譜分不連續(xù)性反映出原子結構的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結構。析也可以用于探索原子的結構。 實例：實例：利用太陽光的吸收光譜可以研究太陽高層利用太陽光的吸收光譜可以研究太陽高層大氣層所含元素。大氣層所含元素。三、光譜分析三、光譜分析靈敏度高。樣本中一種元素的含量達到靈敏度高。樣本中一種元素的含量達到1010-10-10g g時就可以被檢測到時就可以被檢測到氣體放電管氣體放電管光光譜譜分分析析儀儀金屬導桿金屬導桿感應圈感應圈電源電源四、氫原子光譜的實驗規(guī)律四、氫原子光譜

6、的實驗規(guī)律 可見光區(qū)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。22111()3, 4, 5,.2Rnn 18851885年年, ,巴耳末對當時已知的巴耳末對當時已知的, ,在在可見光區(qū)可見光區(qū)的的4 4條譜線作條譜線作了分析了分析, ,發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示：發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示：1m7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量n n的兩層含義：的兩層含義：第一：每一個第一：每一個n n值分別對應一條譜線。值分別對應一條譜線。第二：第二：n n只能取正整數(shù)只能取正整數(shù)3 3，4 4，5 5，不能取連續(xù)值，不能取連續(xù)值，反映了原子光譜

7、波長的分立特性（線狀光譜）。反映了原子光譜波長的分立特性（線狀光譜）。 除了巴耳末系除了巴耳末系, ,后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個光后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關系式區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關系式. .巴末耳公式巴末耳公式N 6 的符合巴耳末公式的光譜線（大部分在紫外區(qū)）巴耳末系巴耳末系人們把一系列符合巴耳末公式的光譜線統(tǒng)稱為巴耳末系適用區(qū)域：適用區(qū)域：可見光區(qū)、紫外線區(qū) 巴爾末公式以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜。巴爾末公式以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜。即輻射波長的分離特征。盧瑟福的核式結構模型正確地即輻射波長的分離特征。盧瑟福的核式結構模型正確地指出了原子核的存在，很好的解釋了粒子的散射實驗。指出了原子核的存在，很好的解釋了粒子的散射實驗。但是用盧瑟福的核式結構模型和經(jīng)典力學、電磁學的理但是用盧瑟福的核式結構模型和經(jīng)典力學、電磁學的理論，卻無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的論，卻無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。分立特征。五、經(jīng)典理論的困難五、