183讲义氢原子光谱高二物理课件
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高中物理选修课件氢原子光谱
未来发展趋势预测
高精度光谱测量技术
随着激光技术、光学干涉技术等 实验手段的不断发展，未来氢原 子光谱的测量精度将不断提高， 有望实现更高精度的光谱测量和 分析。
量子计算与模拟
量子计算与模拟技术的发展将为 氢原子光谱研究提供新的思路和 方法。通过量子计算机模拟复杂 原子体系的光谱特性，可以更加 深入地理解原子内部结构和相互 作用机制。
玻尔理论局限性
无法解释复杂原子光谱
玻尔理论只适用于氢原子和类氢离子等简单体系，对于复杂原子 光谱的解释遇到困难。
与量子力学不完全吻合
玻尔理论虽然引入了量子化的概念，但其理论与后来发展起来的量 子力学在描述微观粒子运动规律方面存在不一致之处。
无法解释原子的稳定性
根据经典电磁理论，电子绕核运动会不断辐射能量并最终坠入原子 核，但玻尔理论无法解释为何原子能够保持稳定性。
吸收光谱
当外界光子能量恰好等于氢原子基态 与激发态之间的能级差时，氢原子会 吸收该光子并跃迁至激发态，形成吸 收光谱。
氢原子光谱特点
分立性
氢原子光谱是由一系列分立的谱 线组成，每条谱线对应一个特定
的能级跃迁。
精确性
氢原子光谱的谱线位置和强度可以 精确地测量和计算，为量子力学和 原子物理的发展提供了重要依据。
量差决定。
轨道量子化假设
原子的不同能量状态与电子沿不 同的圆轨道绕核运动相对应，而 电子的可能轨道的分布是不连续
的。
玻尔理论对氢原子光谱解释
氢原子光谱的不连续性
根据玻尔理论，电子绕核运动的半径是不连续的，因此氢原子的能级也是不连 续的，从而导致氢原子光谱的不连续性。
氢原子光谱的发射与吸收
当电子从高能级向低能级跃迁时，会发射出光子，形成氢原子光谱的发射线； 反之，当电子从低能级向高能级跃迁时，会吸收光子，形成氢原子光谱的吸收 线。
高中物理 第十八章 原子结构 183 氢原子光谱课件5高二选修35物理课件
12/9/2021
第二十四页，共三十六页。
3．经典理论的困难
(1)经典物理学无法解释原子的稳定性
按照经典物理学，核外电子受到原子核的库仑引力作
用，不可能是静止的，它一定在原子核的库仑引力作用下，
以一定的速度绕核转动。电子在做周期性运动，它产生的电
磁场就在周期性变化，而周期性变化的电磁场会激发电磁
波，即电子不断把自己绕核转动的能量以电磁波的形式辐射
了氢原子的 □5 线状光谱 ，即辐射波长的分立性。
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第八页，共三十六页。
ห้องสมุดไป่ตู้
三、经典理论的困难
1．卢瑟福核式学说的成就：卢瑟福的核式结构模型正
确地指出了□1 原子核的存在，很好地解释了 □2 α 粒子散射
实验。
2．困难：经典的物理学既无法解释原子的 □3 稳定性 ， 又无法解释原子光谱的 □4 分立 特征。
例 1 关于光谱，下列说法正确的是( ) A．一切光源发出的光谱都是连续谱 B．一切光源发出的光谱都是线状谱 C．各种原子的发射光谱是线状谱 D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物 质和确定物质的化学组成
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第十六页，共三十六页。
1．光源发出的都是连续谱吗？ 提示：不是的。例如氢气放电管发射的氢原子光谱。 2．利用光谱分析鉴别物质及确定物质成分时，利用的 是什么光谱？ 提示：利用的是线状谱和吸收谱(暗线谱)。
【针对训练】 (多选)关于巴耳末公式1λ＝R212－n12 (n＝3,4,5，…)的理解，正确的是( ) A．此公式只适用于氢原子发光 B．公式中的 n 可以是任意数，故氢原子发光的波长是 任意的 C．公式中的 n 是大于等于 3 的正整数，所以氢原子光 谱不是连续的 D．该公式包含了氢原子的所有光谱线
高中物理《氢原子光谱》课件三(14张PPT)
1
R
1 m2
1 n2
其 中
m 1,2,3
n m 1, m 2, m 3,
对应一个m构成一个谱线系 每一谱线的波数都等于两项的差数
令
R T (m) m2 ,
T
(n)
R n2
T (m),T (n) 称为光谱项。
1 T (m) T (n)
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
原子光谱
每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子 光谱均不同
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
徐闻中学
物理科组
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
同学们
来学校和回家的路上要注意安全
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
巴末耳的研究
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
巴末耳公式
N > 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区）
巴耳末系 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
徐闻中学
物理科组
第三节 氢原子光谱
氢原子光谱的其他线系
Байду номын сангаас
紫
外 线
莱曼线系
区
1
R
1
12
1 n2
n 2，3,4,
红 外 帕邢系 区
1
R
1
32
1 n2
n 4,5,6,
还 有 三
布喇开系
1
R
1 42
人教版高中物理课件-氢原子光谱
原子光譜的不連續性反映出原子結構的不 連續性，所以光譜分析也可以用於探索原 子的結構。
二、氫原子光譜的實驗規律
氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。
氣體放電管：玻璃管中的稀薄氣體的分子在強 電場的作用下會電離，成為自由移動的正負電 荷，於是氣體變成導體，導電時會發光。這樣 的裝置叫做氣體放電管。
3 小結 ：各種光譜的特點及成因：
定義：由發光體直接產生的光譜Fra bibliotek｛ 發
產生條件：熾熱的固體、液體和高壓氣體
射 光
連續光譜
發光形成的 光譜的形式：連續分佈，一切波長的光都有
光
｛ 譜 線狀光譜
產生條件：稀薄氣體、金屬蒸氣發光形成的光譜
（原子光譜） 光譜形式：一些不連續的明線組成，不同
譜
元素的明線光譜不同（又叫特徵光譜）
氫原子光譜
α粒子散射的實驗使我們知道原 子具有核式結構,但電子在核的周 圍怎樣運動?它的能量怎樣變化? 這些還要通過其他事實認識.
早在17世紀，牛頓就發現了日光 通過三棱鏡後的色散現象，並把 實驗中得到的彩色光帶叫做光譜
一、光譜
用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得 光的波長（頻率）成分和強度分佈的記錄， 即光譜。有時只是波長成分的記錄。
1885年，巴耳末對當時已知的，在可見光 區的14條譜線作了分析，發現這些譜線的 波長可以用一個公式表示：
除了巴耳末系，後來發現的氫光譜在紅外 和紫個光區的其他譜線也都滿足與巴耳末 公式類似的關係式。
三、經典理論的困難
盧瑟福原子核式模型正確地指出了原子核的存 在，很好地解釋了α粒子散射實驗。但是。經 典物理學既無法解釋原子的穩定性，又無法解 釋原子光譜的分立特徵。
（BD）
3 根據巴耳末公式，指出氫原子光譜在可見 光範圍內波長最長的兩條譜線所對應的n， 它們的波長各是多少？氫原子光譜有什麼 特點？
高中物理人教版选修3-5《18.3氢原子光谱》(共12张PPT)
② 明线（或线状）光谱
只含有一些不连续的亮线的光谱叫 明线 光谱。明 线光谱中的亮线叫谱 线，各条谱线对应不同波长的光。 明线光谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光 谱。
每种元素都只能发出具有本身特征的某些波 长的光，明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
二、光谱分析
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物质的组成成 分。这种方法叫做 光谱分析 。 2）优点：灵敏度高。样本中一种元素的含量 达到10-10g时就可以被检测到。 因此光谱分析可以用来确定样品中包含哪 些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能确 定遥远星球的物质成分．
四、经典物理的困难
卢瑟福原子核式模型很好地解释了α粒 子散射实验。但是，由经典物理学既无法解释 原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特 征。 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。
例题1、在实际生活中，我们可以通过光谱分 析来鉴别物质和物质的组成成分。例如某样本 中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测 到。那么我们是通过分析下列哪种谱线来鉴别 物质和物质的组成成分的（ BC ） A 连续谱
B．公式中 n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C．公式中 n 只能取大于或等于 3 的整数值，故氢原 子光谱是线状谱 D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他 原子的光谱
D、原子光谱可能是不连续的。
例题3 根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在 可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n， 它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？
R=1.10×107 m-1
例题3 关于巴耳末公式 （ AC ）
高中物理课件-第三节 氢原子光谱
第三节 氢原子光谱
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
彩色光带按 波长展开
连续谱
连在一起 的光带
一条条的 亮线
线状谱
原子的特征谱线：阅读课本P54第三段
每阅读课本P54第四段
一、光谱分析：
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它的化学组成。这种方法叫做光 谱分析。
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
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
n 3, 4,5,...R=1.10107m1 (里德伯常量)
说明：在可见光区内，氢原子光谱有四条谱线，它们 分别用上面四种符号表示，波长遵循上述公式。
巴耳末(J.J.Balmer)
巴耳末公式
n 3，4，5 ... ...
巴耳末系：人们把一系列符合巴耳末公式的光谱 的光谱线统称为巴耳末系
氢原子光谱的其他线系
2、吸收光谱
吸收光 谱
连续光谱中产生的一组暗线， 每条暗线的波长都跟那种气 体原子的特征谱线相对应。
钠蒸气
氖气的 吸收光谱
2.吸收光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的 光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱， 叫做吸收光谱。
氖气
说明： 不能理解为各种原子的线状谱中的明线和它 的吸收谱中的暗线必定一一对应
应用: 1、检查物体的纯度。 2、鉴别和发现元素。
巩固习题：见白导P26T8
漆碗：第三文化层（距今6500～6000 年）．利用红外光分析其表面，其光谱图和 马王堆汉墓出土漆皮的裂解光谱图相似．
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
彩色光带按 波长展开
连续谱
连在一起 的光带
一条条的 亮线
线状谱
原子的特征谱线：阅读课本P54第三段
每阅读课本P54第四段
一、光谱分析：
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它的化学组成。这种方法叫做光 谱分析。
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
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
n 3, 4,5,...R=1.10107m1 (里德伯常量)
说明：在可见光区内，氢原子光谱有四条谱线，它们 分别用上面四种符号表示，波长遵循上述公式。
巴耳末(J.J.Balmer)
巴耳末公式
n 3，4，5 ... ...
巴耳末系：人们把一系列符合巴耳末公式的光谱 的光谱线统称为巴耳末系
氢原子光谱的其他线系
2、吸收光谱
吸收光 谱
连续光谱中产生的一组暗线， 每条暗线的波长都跟那种气 体原子的特征谱线相对应。
钠蒸气
氖气的 吸收光谱
2.吸收光谱
高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的 光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱， 叫做吸收光谱。
氖气
说明： 不能理解为各种原子的线状谱中的明线和它 的吸收谱中的暗线必定一一对应
应用: 1、检查物体的纯度。 2、鉴别和发现元素。
巩固习题：见白导P26T8
漆碗：第三文化层（距今6500～6000 年）．利用红外光分析其表面，其光谱图和 马王堆汉墓出土漆皮的裂解光谱图相似．
高中物理人教版选修35《18.3氢原子光谱》(共15张PPT)
线状谱的应用：可以用来鉴别物质的组成成分。这 种方法叫光谱分析。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。
2、吸 收 光 谱（拓展）
光谱中产生的一组暗线，每条 暗线的波长都跟那种气体原子 的特征谱线相对应。
钠蒸气
吸收光谱(拓展）
• 定义 ：高温物体发出的白光（其中包含连续分布 的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被 物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月6日星期一2021/9/62021/9/62021/9/6 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/62021/9/6September 6, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/6
• 特点：低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原 子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线 与明线相对应，也是原子的特征谱线。
• 太阳的光谱是吸收光谱。（钠、镁、铜、锌、镍 等）
氢气的吸收光 谱
氢气
返回
3、光谱分析
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化学组成。这种 方法叫做光谱分析。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。
2、吸 收 光 谱（拓展）
光谱中产生的一组暗线，每条 暗线的波长都跟那种气体原子 的特征谱线相对应。
钠蒸气
吸收光谱(拓展）
• 定义 ：高温物体发出的白光（其中包含连续分布 的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被 物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月6日星期一2021/9/62021/9/62021/9/6 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/62021/9/6September 6, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/6
• 特点：低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原 子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线 与明线相对应，也是原子的特征谱线。
• 太阳的光谱是吸收光谱。（钠、镁、铜、锌、镍 等）
氢气的吸收光 谱
氢气
返回
3、光谱分析
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化学组成。这种 方法叫做光谱分析。
《氢原子光谱PPT模板》人教版高二物理选修3-5PPT课件
（又叫特征光谱）
定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱
吸 收 光 谱
产生条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的
12
1 n2
n 2，3,4,
区
红 外
帕邢系
1
R
1
32
1 n2
n 4,5,6,
区
还 有 三
布喇开系
1
R
1 42
1 n2
n 5,6,7，
个
线 系
普丰特系
1
R
1
52
1 n2
n 6,7，8，
谱线
1.矛盾一： 无法解释原子的稳定性 2.矛盾二： 无法解释原子光谱的分立性
核外电子绕核运动
原子光谱
1.发射光谱：
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：连续光谱和线状光谱。
2.吸收光谱：
特点：在连续光谱上 缺失了某些成份的光
成因：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光） 通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做 吸收光谱。
原子光谱
【小组讨论】 1.吸收谱有什么特点 2.吸收谱和发射谱有什么关系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原子光谱
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一 条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发 出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。
原子光谱
1.光谱分析：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法。 2.可应用于光谱分析的光谱：
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定 原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化 辐射电磁波频率 只是某些确定值
最新18.3-氢原子光谱-课件教学讲义ppt
理论发展
唐宋以前：“外风”学说，多从“内虚邪中”立论。 东汉张仲景:认为“络脉空虚”，风邪入中是主因。
邪中深浅，病情轻重：中经络，中脏腑。 金元时期：突出“内风”立论，转折点。
四大家：热，火，风，痰。 清代王清任：“气虚血瘀”，补阳还五汤。 中风的发生是多种因素所导致的复杂的病理过程，风、 火、痰、瘀是其主要的病因，脑府为其病位。肝肾阴虚， 水不涵木，肝风妄动；五志过极，肝阳上亢，引动心火， 风火相煽，气血上冲；饮食不节，恣食厚味，痰浊内生； 气机失调，气滞而血运不畅，或气虚推动无力，日久血瘀； 当风、火、痰浊、瘀血等病邪，上扰清窍，导致“窍闭神 匿，神不导气”时，则发生中风。
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 原子是稳定的 原子光谱是线状谱 —— 分立
中风
阳山人民医院——脑科中心 主讲:成国华
概念
中风是以突然昏倒、不省人事，伴口角 喎斜、语言不利、半身不遂，或轻者不经 昏仆仅以口喎、半身不遂为临床主症的疾 病。
因发病急骤，症见多端，病情变化迅速， “如矢石之中的，若暴风之疾速。”与风 之善行数变特点相似，故名“中风”。最 早出现“中风”在东汉*张仲景《伤寒论》， 又因其发病突然，亦称之为“卒中”。
根据病位浅深、病情轻重，中风可分为中经络和中脏腑 中经络与中脏腑最主要区别：是否有神志障碍。 中经络：凡以半身不遂、舌强语蹇、口角喎斜，而无意识障
碍为主症者，为中经络。 中脏腑：凡以神志恍惚、迷蒙、嗜睡或昏睡，甚者昏迷，半
身不遂为主症者，为中脏腑。中脏腑因邪正虚实的不同， 可分为闭证和脱证。
中经络（急性期）证型
实例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层
大气层所含元素。 光是原子内部电子的运动产生的，原子光谱的
高二物理配套课件3.3 氢原子光谱(粤教版选修3-5)
三、原子光谱
原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不 变的 光谱 ，这种光谱称为 原子光谱 ．
每种原子都有自己特定的 原子光谱 ，不同的原子，其原 子光谱均 不相同 ． 通过对光谱的分析可鉴别不同的 原子 ，确定物体的化学
组成并发现 新元素 .
一、氢原子光谱光谱 1 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式 ＝ λ
(1)可见光区有四条，大部分在 紫外 (2)光谱是几条分离的 亮线 ．
区．
谱线间的规律——巴耳末公式 1 1 1 R22－n2 ＝ ，n＝3，4，5…. λ
式中 R 称为里德伯常量，R＝1.097×107 m－1. 巴耳末系：一系列符合 巴耳末公式 的光谱线的统
称．
二、氢原子光谱的其他线系 自从发现巴耳末系后，人们又在紫外区，红外区及近红
R R 末公式，其光谱的特点 (1) 从红外区到紫外区呈现多条具有确定波长的谱线 Hα 、 Hβ 、
Hγ 、 Hδ 等．利用专门的仪器和方法，可以测得它们的波
长． (2) 从长波到短波， Hα ～ Hδ 等谱线间的距离越来越小，表现 出明显的规律性．
二、光谱及光谱分析 原子光谱：稀薄气体通电后可以发光并产生固定不变的光 谱，这种光谱被称为原子光谱．每种原子都有自己特定的 原子光谱．不同的原子，其原子光谱均不相同．因而原子
(1)1.09×10－6 m (2)3.0×108 m/s 2.75×1014 Hz
答案
借题发挥
巴耳末公式是用来计算氢原子光谱中的可见光范
围，记牢巴耳末系公式及条件是解好此类题的关键．
1 1 1 【变式 1】 (双选)下列对于巴耳末公式 ＝R22－n2的理解， λ
正确的是
(
高中物理选修课件光谱氢原子光谱
02
氢原子光谱实验
实验原理及装置
原理
利用氢原子在特定能级间跃迁时发射或吸收特定频率的 光子，形成分立的光谱线，研究氢原子能级结构和光谱 特性。
装置
包括氢原子光源、光谱仪、探测器等。氢原子光源提供 氢原子样本，光谱仪用于分析光谱，探测器用于记录光 谱信号。
实验步骤与操作
准备实验
开启光谱仪，调整光源和 探测器位置，确保光路畅 通。
氢原子光谱与量子力学
探讨了氢原子光谱与量子力学之间的 联系，包括玻尔模型、薛定谔方程等 在解释氢原子光谱中的应用。
对未来研究的展望
更精确的测量技术
随着科技的发展，未来有望出现更精确的光谱测量技术， 这将有助于更深入地研究氢原子光谱的精细结构和超精细 结构。
更广泛的应用领域
氢原子光谱作为一种重要的实验手段，未来有望在更多领 域得到应用，如精密测量、量子计算、量子通信等。
惰性气体原子光谱应用
惰性气体原子光谱可用于研究原子能级结构、测 量光谱常数等，还可应用于气体放电、等离子体 等领域。
分子光谱简介
分子光谱特点
分子光谱是分子内部运动（如振动、转动）和能级跃迁所产生的光谱，其谱线复 杂且连续分布。
分子光谱应用
分子光谱可用于研究分子结构、化学键性质、分子间相互作用等，对于化学、生 物学等领域具有重要意义。例如，红外光谱可用于分析有机物的官能团和化学键 ；拉曼光谱可用于研究分子的振动和转动模式等。
波函数与概率分布
量子力学用波函数描述电子在原子中的运动状态，波函数的模平方表示电子在空间中出现 的概率分布。不同能级的波函数具有不同的形状和节点结构，导致电子在不同能级上的运 动状态不同。
选择定则
根据量子力学原理，电子在能级间跃迁时必须满足一定的选择定则，即角动量量子数、磁 量子数和自旋量子数的变化必须满足特定的条件。这些选择定则决定了哪些能级间的跃迁 是允许的，从而影响了氢原子光谱的谱线分布和强度。
高中物理 18.3 氢原子光谱课件 新人教版选修35
公式称为巴耳末公式：
1
11
n=3,4,5,…
(2)公R式( 22中nn只2 )能(zhī nénɡ)取整数，不能连续取值，波长是分
立的值.
第二十八页，共41页。
3.其他谱线 除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满 足(mǎnzú)与巴耳末公式类似的关系式.
第二十九页，共41页。
第三十九页，共41页。
【规范解答】选B、C.太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太 阳大气层时产生吸收的光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存 在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，A、D项错误；光 谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来作光谱分析 的，C项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸汽或霓虹灯都是稀薄(xībó)气 体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B项正确.
难点：理解经典(jīngdiǎn)物理学不能解释氢原子光谱实验规律的 原因.
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一、光谱
1.定义：用光栅或棱镜可以(kěyǐ)把各种颜色的光波按长_____展开，获
得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱. (bōchán
2.分类
g)
(1)线状谱：由一条条的___亮__线_组成的光谱. (2)连续谱：由连在一起的___光__带_组成的光谱.
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第三十六页，共41页。
【规范解答】据巴耳末公式(gōngs1hì)R
(
1 22
n1得2 )
1 654.55 109
1.10解1得07n1(=2132 ,
解得n2=4.
1 n12
),
1 答48案4.:835 4109
1.10 107
(
最新人教版高中物理选修课件 18-3氢原子光谱
知识与技能 1．知道光谱、线状谱、连续谱、特征谱线嘚概念。 2．知道利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质嘚组成。 3．知道氢原子光谱嘚规律。 4．了解经典理论嘚困难。
过程与方法 1．观察氢原子光谱。 2．用数学方法研究物理问题。 情感、态度与价值观 善于引入新嘚概念，培养将物理应用于生产、生活嘚能力。
【例 2】关于巴耳末公式1λ＝R(212－n12)的理解，正确 的是
() A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是连续谱 C．公式中 n 只能取整数值，故氢光谱是线状谱 D．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原 子的光谱
【答案】A、C 【解析】此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区嘚14条谱线中得到嘚，只适用于氢光谱 嘚分析，且n只能取大于等于3嘚整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱。
氢原子光谱 1．氢光谱嘚规律 到1885年，人们从光谱仪中观察到嘚氢光谱线已有14条(下图中我们可以明显分辨出9条)。
这年，瑞士的一位中学数学教师巴耳末(J.J.Balmer)在 对这些谱线进行分析研究后，提出了一个表达光谱规律的 数学经验公式，并以他的名字 Balmer 命名了公式的名称和 波的新单位的名称。描述波的新单位——波数 ν (即波长的 倒数)： ν ＝1λ巴耳末(波数单位，即每厘米内所含波的个数， 用波数/厘米来表示)。
(2)在白光通过气体时，气体将从通过它嘚白光中吸收与其特征谱线波长相同嘚光，使白光 形成嘚连续谱中出现暗线。此时，这种在连续光谱中某些波长嘚光被物质吸收后产生嘚光谱被称作 吸收光谱。通常情况下，在吸收光谱中看到嘚特征谱线会少于线状光谱。太阳光光谱是典型嘚吸收 光谱。因为太阳内部发出嘚强光经过温度较低嘚太阳大气层时，太阳大气层中嘚各种原子会吸收某 些波长嘚光而使产生嘚光谱出现暗线。
过程与方法 1．观察氢原子光谱。 2．用数学方法研究物理问题。 情感、态度与价值观 善于引入新嘚概念，培养将物理应用于生产、生活嘚能力。
【例 2】关于巴耳末公式1λ＝R(212－n12)的理解，正确 的是
() A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是连续谱 C．公式中 n 只能取整数值，故氢光谱是线状谱 D．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原 子的光谱
【答案】A、C 【解析】此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区嘚14条谱线中得到嘚，只适用于氢光谱 嘚分析，且n只能取大于等于3嘚整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱。
氢原子光谱 1．氢光谱嘚规律 到1885年，人们从光谱仪中观察到嘚氢光谱线已有14条(下图中我们可以明显分辨出9条)。
这年，瑞士的一位中学数学教师巴耳末(J.J.Balmer)在 对这些谱线进行分析研究后，提出了一个表达光谱规律的 数学经验公式，并以他的名字 Balmer 命名了公式的名称和 波的新单位的名称。描述波的新单位——波数 ν (即波长的 倒数)： ν ＝1λ巴耳末(波数单位，即每厘米内所含波的个数， 用波数/厘米来表示)。
(2)在白光通过气体时，气体将从通过它嘚白光中吸收与其特征谱线波长相同嘚光，使白光 形成嘚连续谱中出现暗线。此时，这种在连续光谱中某些波长嘚光被物质吸收后产生嘚光谱被称作 吸收光谱。通常情况下，在吸收光谱中看到嘚特征谱线会少于线状光谱。太阳光光谱是典型嘚吸收 光谱。因为太阳内部发出嘚强光经过温度较低嘚太阳大气层时，太阳大气层中嘚各种原子会吸收某 些波长嘚光而使产生嘚光谱出现暗线。
高二物理选修课件第十八章氢原子光谱
数据分析
对实验得到的光谱数据进 行处理和分析，可以得到 氢原子的能级结构、跃迁 规则等信息。
02
玻尔理论与氢原子光谱
玻尔理论对氢原子光谱解释
能级跃迁
玻尔理论提出氢原子内部存在分 立的能级，电子在不同能级间跃 迁会吸收或发射特定频率的光子 ，形成氢原子光谱。
谱线规律
根据玻尔理论，氢原子光谱的谱 线遵循特定的规律，如巴尔末公 式等，这些规律反映了氢原子内 部能级结构的特征。
激光特性
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等特性。其中，高亮度使得激光能够在很小的区域内产生极高 的能量密度；高方向性使得激光能够沿特定方向传播很远的距离而不发散；高单色性使得激光的频率非常稳定， 可以用于精密测量和光谱分析；高相干性使得激光能够产生干涉和衍射等光学现象。
激光在氢原子光谱实验中应用
斯塔克效应表现
当氢原子处于外电场中时，其能级也会发生 分裂，导致光谱线的分裂。与塞曼效应不同 的是，斯塔克效应的分裂与电场的强度和方 向有关。在氢原子光谱中，斯塔克效应会导 致谱线发生更为复杂的分裂和偏移。
06
总结与展望
本章内容回顾与总结
氢原子光谱的基本概念
氢原子光谱的实验研究
介绍了氢原子光谱的定义、产生原理以及 其在物理学中的重要地位。
详细阐述了氢原子光谱的实验方法、观测 手段以及实验数据的处理和分析方法。
氢原子光谱的理论解释
氢原子光谱的应用
深入探讨了氢原子光谱的理论模型，包括 玻尔模型、量子力学模型等，以及这些模 型对氢原子光谱的解释和预测。
介绍了氢原子光谱在天体物理、化学、材 料科学等领域的应用，以及其在科学研究 和技术应用中的重要意义。
玻尔模型与量子力学关系
氢原子光谱人教版高二年级物理课堂PPT学习
式中R叫作里德伯常量，实验测得的值为R＝1.10×107 m-1 。
三、氢原子光谱的实验规律
2. 数据分析——巴尔末公式
四、经典理论的困难
经典原子理论
根据经典原子理论，核外电子在原子
核的库仑力作用下绕核运动，即圆周运动，
也就是变速运动， 那么就会产生电磁场，
向外辐射电磁波，即电子绕核运动的能量
会以电磁波的形式辐射出去。
线从光谱中鉴别出来。
二、光谱分析
2. 光谱分析的应用
（1）太阳光谱分析 太阳光谱是太阳内部发出的强 光经温度较低的太阳大气层时 产生的光谱，即太阳光谱其实 是太阳大气的吸收光谱。 可 以利用光谱分析技术，判断太 阳大气的化学成分、温度、压 力、运动情况等。
太阳光谱图（吸收光谱）
二、光谱分析
2. 光谱分析的应用
郭守敬望远镜原理示意图
三、氢原子光谱的实验规律
1. 实验说明
（1）使玻璃管中稀薄氢气分子在强电 场的作用下导电发光。 （2）经过仪器分光得到氢原子的光谱。 （3）对实验所得氢原子光谱进行光谱 分析。
三、氢原子光谱的实验规律
氢原子光谱在可见光区的四条谱线
谱线 颜色 波长
Hα 红色 656.47nm
1.光谱的定义
用光栅或棱镜把各种颜色的光 按波长展开，获得光的波长 （频率）和强度分布的记录， 称为光谱。
几种光谱示意图
一、光谱
2.光谱的获得
第一步：使物质发光 ① 固态物质可以先研磨成粉末再放到火焰中灼烧
使其发光 ② 气体物质可以通过高压电离的方式使气体发光 ③ 液态物质可以先使其汽化，然后导电使其发光
Hβ 深绿色 486.27nm
Hγ 青色 434.17nm
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一、光谱的分类和光谱分析
1.光谱的分类
2.线状谱和连续谱的不同之处
3.太阳光谱： (1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗 线，是一种吸收光谱. (2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光 透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元 素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去， 到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景 下的暗线.
【典例】氢原子光谱在可见光的范围内有两条谱线，其波长 分别为654.55×10-9 m和484.85×10-9 m，根据巴耳末公式， 求所对应的n.
4.光谱分析： (1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10-10 g. (2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成 分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍 等金属元素.③应用光谱分析鉴定食品优劣.
某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线 是一一对应的，两者均可用来作光谱分析.
巴耳末系是氢原子在可见光区的一组谱线,在红外光 区和紫外光区也有类似的谱线系.
【典例2】巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式
1
R(212
1 n2
)(n＝3，4，5，…)，对此，下列说法正确的
是( )
A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
【规律方法】 光谱问题的分析方法 解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入手，理解 不同谱线的特征. (1)连续谱和线状谱都是物体直接发光产生的光谱,同属发射光 谱.连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成,光谱 为一条光带,含有各种频率的光.线状谱是由稀薄气体或金属蒸 气产生的.光谱是一些不连续的亮线,仅含有一些特定频率的光. 线状谱中每条光谱线对应着一种频率,不同元素的原子产生的 线状谱不同,因而可以用线状谱来确定物质的成分.
【典例1】关于太阳光谱,下列说法正确的是( ) A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频 率的光被吸收后而产生的 C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元 素
【解题指导】解答该题的关键是理解太阳光谱的形成机理， 知道太阳光谱是太阳光经过太阳大气后产生的. 【标准解答】选A、B.太阳是高温物体,它发出的白光通过温度 较低的太阳大气层时,某些特定频率的光会被太阳大气层中的某 些元素吸收,故我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,因此,选项A、 B正确. 分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物 质要观测到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，也不能太 高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，太阳光通 过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项 C、D错误.
(2)太阳光谱是吸收光谱.吸收光谱是由高温物体发出的白光通 过低温物质,某些波长的光被吸收后产生的光谱,光谱是在连续 谱的背景下有若干暗线,而这些暗线与线状谱的亮线一一对应, 因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线.
二、氢原子光谱的实验规律
2.氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由
精品
183氢原子光谱高二物理课件
驾驶员之家 /ks/ 2016年新题库科目一模拟考试 驾驶员之家 /aqks/ 2016年安全文明驾驶常识模拟 考试
驾驶员之家 /chexing/c1.html C1驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/c2.html C2驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/c3.html C3驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/c4.html C4驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/a1.html A1驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/a2.html A2驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/a3.html A3驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/b1.html B1驾驶证能开什么车 驾驶员之家 /chexing/b2.html B2驾驶证能开什么车
右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性.
巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，该
公式称为巴耳末公式：
1
R(212
)公式中n只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立
的值.
(2)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，
也都满足与巴耳末公式类似的关系式.
D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立
值并不是人为规定的
【解题指导】解答该题应注意以下几点： (1)巴耳末公式的由来， (2)巴耳末公式反映氢原子的发光分立性. 【标准解答】选C.巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个 线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描 述其他原子发出的光.故A、D错，巴耳末公式是由当时已知 的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末 线系，包括可见光和紫外线，故B错C对.
【规律方法】 巴耳末公式的应用方法及注意问题 (1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原 子. (2)公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分 立的值. (3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出的，在紫外区 的谱线也适用. (4)应用时熟记公式，当n取不同值时求出一一对应的波长λ.