物理：183《氫原子光譜》精品

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(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色彩色光帶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(qiáng)度分是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強(qiáng)度分布的記錄。布的記錄。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)光譜和和線狀光線狀光譜譜。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)射光譜。例如：白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼

2、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譜，是由的光譜，是由連連續(xù)續(xù)分布的一切波長的光組成的，這種光譜叫做分布的一切波長的光組成的，這種光譜叫做連續(xù)光譜連續(xù)光譜。（1）連續(xù)光譜）連續(xù)光譜（2）線狀光譜）線狀光譜 只含有一些只含有一些不連續(xù)的亮線不連續(xù)的亮線的光譜叫做線狀光譜。線狀光譜的光譜叫做線狀光譜。線狀光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是線狀光譜。是線狀光譜。線狀光譜是線狀

3、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，也叫原原子光譜子光譜。各種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，各種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，線狀線狀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。2 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(yīng)。的特征譜線相對應(yīng)。氫 氣 的 吸 收 光 譜氫氣氫氣 高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時，一切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的光被某些波長的

4、光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜物質(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，恰好就是這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。種原子在高溫時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的因此吸收光譜中的暗譜線與暗譜線與該原子發(fā)射光譜中的該原子發(fā)射光譜中的明線相對應(yīng)明線相對應(yīng)，也，也是原子的特征譜線。是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。各種光譜各種光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜H的發(fā)射光的發(fā)射光譜譜鈉的發(fā)射鈉的發(fā)射光譜光譜鈉的吸收鈉的吸收光譜光譜太陽的吸太陽的吸收光譜收光譜光譜分析光譜分析 由于每種原子都有自己的特征譜線，因由于每種原子都有自己的特

5、征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成。這種方法叫做光譜分析。成。這種方法叫做光譜分析。 原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的原子光譜的不連續(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)。子的結(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

6、）（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：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)

7、） 各種光譜的特點(diǎn)及成因：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(yùn)動核外電子繞核運(yùn)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)定原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實(shí)上事實(shí)上：原子是穩(wěn)定的原子是穩(wěn)定的原子光譜是線狀譜原子光譜是線狀譜盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律。盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律。課

8、堂效果檢測：課堂效果檢測：1 1 在實(shí)際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別在實(shí)際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分。例如某樣本中一種元物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分。例如某樣本中一種元素的含量達(dá)到素的含量達(dá)到1010-10-10g g時就可以被檢測到。那么我時就可以被檢測到。那么我們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分的？的組成成分的？A A 連續(xù)譜連續(xù)譜B B 線狀譜線狀譜C C 特征譜線特征譜線D D 任意一種光譜任意一種光譜 （B CB C）2 2 下列說法正確的是：下列說法正確的是：A A 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分的記錄，這就是光譜。即光獲得光的波長成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強(qiáng)度無關(guān)。譜與光強(qiáng)度無關(guān)。B B 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分和強(qiáng)度分布記錄，這就是光獲得光的波長成分和強(qiáng)度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光的波長分布，還記錄譜。即光譜不僅記錄了光的波長分布，還記錄了強(qiáng)度分布。了強(qiáng)度分布。C C 在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了太陽內(nèi)部缺少對應(yīng)的元