第三節(jié)氫原子光譜 (1)

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。第第4節(jié)節(jié) 氫原子光譜與能級結(jié)構(gòu)氫原子光譜與能級結(jié)構(gòu)3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，全稱是光學(xué)頻譜，是復(fù)色光通過色散系全稱是光學(xué)頻譜，是復(fù)色光通過色散系統(tǒng)（如光柵、棱鏡）進(jìn)行分光后，統(tǒng)（如光柵、棱鏡）進(jìn)行分光后，依照光的波依照光的波長（或頻率）的大小順次排列形成的圖案長（或頻率）的大小順次排列形成的圖案。 連續(xù)分布連續(xù)分布的包含有從紅光到的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜

2、。紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜。熾熾熱的固體、液體和高壓氣體熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如白熾燈絲發(fā)出的光、是連續(xù)光譜。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)燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。光譜。 連續(xù)光譜：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)光譜：連續(xù)光譜：觀察氫原子的光譜實(shí)驗(yàn)：觀察氫原子的光譜實(shí)驗(yàn)：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明線光譜：明線光譜：只含有一些只含有一些不連續(xù)的亮線不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條

3、譜線對應(yīng)不同光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。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)射光譜是明線是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜。實(shí)踐證明，原子不同，發(fā)射的明線光叫原子的光譜。實(shí)踐證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此長的光，因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。2、氫氣發(fā)光時的光譜、氫氣發(fā)光時的光譜光譜特點(diǎn)：光譜特點(diǎn)：1.不連續(xù)，只是些不連續(xù)

4、，只是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)光譜和和明線光譜明線光譜。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。二、光譜分類：二、光譜分類：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。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）通過物質(zhì)時，波長的光）通過物質(zhì)時，某

5、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)后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。生的光譜，叫做吸收光譜。特點(diǎn)：特點(diǎn)：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某些成份的光3.發(fā)射光譜與吸收光譜的對應(yīng)關(guān)系：發(fā)射光譜與吸收光譜的對應(yīng)關(guān)系：此光譜圖有何特點(diǎn)？此光譜圖有何特點(diǎn)？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)。這表明，子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。這表明，低溫氣體低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。

6、因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。 光 譜發(fā)射光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā) 光形成的光譜的形式：連續(xù)分布，一切波長的光都有線狀光譜（原子光譜）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，不同元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）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)生的光譜產(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(yīng)） 各種光譜的特點(diǎn)及成因： 由于每種原子都有自己的特征譜線，因

7、此可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(xué)組成。這以根據(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。種方法叫做光譜分析。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)。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、氫原子光譜三、氫原子光譜紅紅綠綠巴末耳（瑞士中學(xué)數(shù)學(xué)老師）的研究巴末耳（瑞士中學(xué)數(shù)學(xué)老師）的研究巴末耳公式巴末耳公式氫原子光譜的其他線系氫原子光譜的其他線系萊曼線系萊曼線系 221111nR

8、,4 ,32，n紅紅外外區(qū)區(qū)還還有有三三個個線線系系帕邢系帕邢系221311nR,6 ,5 ,4n布喇開系布喇開系221411nR，7 ,6 ,5n普豐特系普豐特系221511nR， 87 ,6n 氫原子光譜不是不相關(guān)的，而是有內(nèi)在聯(lián)系的。氫原子光譜不是不相關(guān)的，而是有內(nèi)在聯(lián)系的。表現(xiàn)在其波數(shù)可用一普遍公式來表示：表現(xiàn)在其波數(shù)可用一普遍公式來表示：22111nmR其其中中3 , 2 , 1m, 3, 2, 1mmmn對應(yīng)一個對應(yīng)一個mm構(gòu)成一個譜線系構(gòu)成一個譜線系每一譜線的波數(shù)都等于兩項(xiàng)的差數(shù)每一譜線的波數(shù)都等于兩項(xiàng)的差數(shù),)(2mRmT令令2)(nRnT)()(1nTmT)(),(nTmT稱為光譜項(xiàng)。稱為光譜項(xiàng)。二、玻爾理論對氫原光光譜的解釋二、玻爾理論對氫原光光