高中物理人教版选修3-5《18.3氢原子光谱》(共16张PPT)

二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
特点：1.几种特定频率的光
2.光谱是分立的亮线
氢原子巴尔末线系
H
H H H H
n 3 4 5

656 .3 486 .3
364 .56nm
1885年巴耳末用经验公式表示出氢原子的前四条可见光（波长400—760nm）谱： （里德伯常数：R=1.09677581×107m-1)
阅读教材P54，讨论：
• 1、什么是光谱？光谱的分类？ • 什么叫光谱分析？ • 2、原子的发射光谱是怎样的光谱？ • 不同原子的发射光谱是否可能相同？ • 3、光谱分析有何重大意义？
一、光谱
1、光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色 的光按波长展开，获得光的波长（或频率） 和强度分布的记录。
2、发射光谱可分为两类：连续光谱和线状 光谱。
1、由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质 和确定的组成成分。这种方法叫做光谱分析。
其优点是灵敏度高且迅速，样本中一种元素的含量达到10-10g就可以被 检验出来。
2、原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也 可以用于探索原子的结结构。
例如：分 析太阳光 谱可以研 究太阳高 层大气层 所含元素
②产生： 稀薄气体或金属蒸气的发射光谱是线状光谱。
线状谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱。
几种原子的线状谱
总结：
• 1、各种原子的发射光谱都是现状谱，说明 原子只发出几种特定频率的光。
• 2、不同原子的亮线位置不同，说明不同原 子的发光频率是不一样的。因此这些亮线 称为原子的特征谱线。
2、光谱分析
（简称连续谱和线状谱）
（1）连续光谱
①定义：由连续分布的一条光带组成。这种光谱 叫做连续光谱 ②产生：炽热的固体、液体及高压气体发出的光 谱 如：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出 的光 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做线状谱。 线状谱中的亮线叫谱线， 各条谱线对应不同波长的光。
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上：原子是稳定的 原子光谱是线状谱
这些矛盾说明，尽管经典物理 学可以很好地应用于宏观物体，但 它不能解释原子世界的现象，这就 预示着新的理论的诞生！
18.3 氢原子光谱
汤姆孙研究阴极射线，从而发现了电子； 卢瑟福研究α粒子散射实验，使人们认识到 原子具有核式结构。 但电子在核外如何运动呢？ 它的能量怎样变化呢？
这节课我们进一步学习人类在认识原子 结构过程中的一个重要实验事实——光谱。
早在17世纪，牛顿就发现了日光 通过三棱镜后的色散现象，并把 实验中得到的彩色光带叫做光谱
巴尔末公式
N > 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区） 巴尔末系
人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系 适用区域： 可见光区、紫外线区
阅读教材P56，思考？
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经典物理学在解释原子光谱时遇
到了什么困难？
三、卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾