高二物理競賽光譜-研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段課件

第二章原子的能級和輻射Alpha粒子散射實驗——原子具有核式結(jié)構(gòu)原子內(nèi)電子怎樣分布？1、最重要意義是提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，即提出了以核為中心的概念2、粒子散射實驗為人類開辟了一條研究微觀粒子結(jié)構(gòu)的新途徑。3、粒子散射實驗還為材料分析提供了一種手段。

粒子散射實驗的意義及盧瑟福模型的困難

意義

電子向周圍空間輻射的電磁波頻率等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著不斷地向外輻射能量，原子系統(tǒng)的能量逐漸減少，電子運動的軌道半徑也越來越小，繞核旋轉(zhuǎn)的頻率連續(xù)增大，電子輻射的電磁波頻率也在連續(xù)地變化，因而所呈現(xiàn)的光譜應(yīng)為連續(xù)光譜。

困難當我們進入原子內(nèi)部準備考察電子的運動規(guī)律時，卻發(fā)現(xiàn)與已建立的物理規(guī)律不一致的現(xiàn)象。

經(jīng)典物理學(xué)告訴我們，任何帶電粒子在作加速運動的過程中都要以發(fā)射電磁波的方式放出能量，那電子在繞核作加速運動的過程就會不斷地向外發(fā)射電磁波而不斷失去能量，以致軌道半徑越來越小，最后湮沒在原子核中，并導(dǎo)致原子坍縮。然而實驗表明原子是相當穩(wěn)定的.。

1.原子的穩(wěn)定性

2.原子光譜的分立性

2.1光譜---研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段1．光譜(Spectrum)是電磁輻射的波長成分和強度分布的記錄，有時只是波長成分的記錄。是研究原子結(jié)構(gòu)的重要途徑之一。發(fā)射光譜樣品光源分光器記錄儀吸收光譜連續(xù)光源樣品分光器記錄儀2．光譜儀(Spectrometer)獲得或觀察光譜的儀器?？梢詫⒒旌瞎獠ò床ㄩL成分展開；把不同成分的強度記錄下來。3．光譜種類光譜由物質(zhì)內(nèi)部運動決定，包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息連續(xù)光譜熾熱的固體、液體或高壓氣體發(fā)出，具有各種波長成分。線狀光譜原子發(fā)出，只有某些波長，光譜由一條條清晰明亮的線組成。分子發(fā)出，譜線分段密集，形成一個個帶。帶狀光譜連續(xù)光譜線狀光譜太陽光譜鈉的吸收光譜NaHHgCu氫光譜的研究從1853年?ngstr?m發(fā)現(xiàn)H線開始?！投┙?jīng)驗公式巴耳末(Balmer)線系1885年，已在可見光區(qū)和近紫外區(qū)觀察到14條譜線，用波數(shù)改寫巴耳末公式為:里德伯常數(shù)巴耳末線系限波數(shù)n=3n=4n=5n=6n=7Balmer公式：（遠紫外）賴曼系：2．H原子光譜的其它線系（紅外三個線系）帕邢系：布喇開系：普豐特系：（可見光）巴耳末系：1889年，Rydberg提出的譜線系的一般表示：令：并合原則：每一譜線的波數(shù)都可表達為二光譜項之差?！锏虏焦庾V項對每一個m,n＝m+1,m+2,…,構(gòu)成一個線系。里德堡經(jīng)驗公式與實驗事實相符合！這些經(jīng)驗公式是否反映了原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)律性？1)、光譜是線狀的，有確定的波長，彼此分立；2)、構(gòu)成譜線系，用同一公式表達出來；3)、每一條譜線的波數(shù)表達為二光譜項之差。氫原子光譜的特點：2．經(jīng)典理論的困難!

原子穩(wěn)定性困難:電子加速運動輻射電磁波，能量不斷損失，電子回轉(zhuǎn)半徑不斷減小，最后落入核內(nèi)，原子塌縮。原子壽命!

光譜分立性困難:電子繞核運動