18.3 氢原子光谱
18.3氢原子光谱
【解析】选A、D.原子光谱是线状谱，光谱是一
系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，
原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对,B错；
各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原
子特征谱线不同，故C错，D对.
4.关于光谱，下列说法正确的是(
)
A.大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光
谱是线状谱
B.线状谱由不连续的若干波长的光组成
【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
｛
光 谱
（原子光谱） 光谱形式：一些不连续的明线组成，不同 元素的明线光谱不同（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 吸 光谱 收 光 产生条件：炽热的白光通过温度较低的蒸汽或气体 谱 后，再色散形成的
｛
光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上 出现一些暗线（与特征谱线相对应）
火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产
生的光谱都是线状谱，B项正确.
3.关于原子光谱,下列说法正确的是( ) A.原子光谱是不连续的,是由若干频率的光组成 的 B.大量原子发光的光谱是连续的,少量原子发光 的光谱是不连续的 C.由于原子都是由原子核和核外电子组成的,所 以各种原子的原子光谱是相同的 D.由于各种原子结构不同,所以各种原子的原子 光谱也不相同
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
高二物理选修35第十八章：18.3氢原子光谱
高二物理选修35第十八章：18.3氢原子光谱第 2 页第 3 页的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
3、特征谱线：各种原子的发射光谱都是_______，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的_______不同，光谱中的亮线称为原子的______________。
4、光谱的应用：由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来_______物质和确定物质的_______，这种方法称为光谱分析，它的优点是_______高，样本中一种元素的含量达到_______就可以被检测到。
5.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。
产生：由炽热物体（或高压气体）发出的白光通过温度较低较低的气体后产生各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种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。
太阳的光谱是吸收光谱。
二、氢原子光谱的实验规律1.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索_____________的一条重要途第 4 页径。
2、巴耳末公式：1/λ=______________（n=3,4,5…）,其中R叫做里德伯常量，数值为R=_______。
3、氢光谱在________和______的其他谱线也都遵循与巴耳末公式类似的关系式。
三、经典理论的困难：卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验，但是，经典物理学无法解释原子的_______性和原子光谱的_______特征。
【典型例题】例根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的推论是（）A．原子十分稳定，原子光谱是连续谱 B．原子十分稳定，原子光谱是线状谱C．原子很不稳定，原子光谱是连续谱D．原子很不稳定，原子光谱是线状谱【针对训练】1.下列关于光谱的说法正确的是 ( ) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸引谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状光谱第 5 页D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱2.下列关于光谱和光谱分析的下列说法正确的是( )A．日光灯产生的光谱是连续光谱B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成份D．连续光谱是不能用来作光谱分析的3.对原子光谱，下列说法中正确的是（）A.原子光谱是不连续的。
18.3 氢原子光谱(45张PPT)
分布。
C 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线, 这说明了太阳内部缺少对应的元素。
D 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线, 这些暗线与某些元素的特征谱线相对应，这说明 了太阳大气层内存在对应的元素。
随堂练习
1. 对原子光谱，下列说法正确 的是(ACD)．
A．原子光谱是不连续的
B．由于原子都是由原子核 和电子组成的，所以各种原 子的原子光谱是相同的
X射线照射激发荧光， 通过分析荧光判断越王 勾践宝剑的成分．
（5）意义：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构。
------光谱分析还为深入原子世界打开了道路。近代原 子物理学正式从原子光谱的研究中开始的。
研究原子结构规律有两条途径：
1.利用高能粒子轰击原子—轰出未知粒子来 研究(高能物理)；
σ其它谱系
三、经典理论的困难
三、经典理论的困难
卢瑟福的原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。
卢瑟福原子核式模型无法解释原子光谱的分立特征
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，频率不变
《波尔的原子模型》预习问题:
【问题1】什么是轨道量子化?什么是能量量子化? 【问题2】什么是能级？什么是基态?什么是激发态? 【问题3】什么是跃迁？什么是频率条件? 【问题4】画出氢原子n=1、2、3、4的能级图。
谱是线状谱
太阳光谱是吸收光谱，不连续 稀薄的氢气和钠蒸汽产生 的是原子光谱为线状谱
白光通过钠蒸汽产生的光谱是
高中物理 18.3氢原子光谱详解
高中物理 | 18.3氢原子光谱详解氢原子光谱早在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。
光谱光谱是电磁辐射(不论是在可见光区域还是在不可见光区域)的波长成分和强度分布的记录。
有时只是波长成分的记录。
1发射光谱定义：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
分类：发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
连续光谱连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。
炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
明线光谱只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。
明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
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。
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。
太阳的光谱是吸收光谱。
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。
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构。
氢原子光谱氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
巴耳末公式：经典理论的困难卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。
但是。
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。
按经典物理学电子绕核旋转，做加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。
18.3 氢原子光谱
第3节 氢原子光谱.
课堂导入
人们当时已经意识到氢原子光谱是不连续的，并且通过对 当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线进行分析，得一步探究。
氢原子的光谱
那么原子光谱和原子结构有什么关系
一、光谱
成分，关于光谱分析，下列说法正确的是( B )
A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分 B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分 C.高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高 温物体的组成成分 D.同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线，由于光谱的 不同，它们没有关系
例4 我们观察到的太阳光谱是( B )
所谓“谱”就是按照对象的类别或系统，采取比较
整齐的形式，编辑起来供参考的图样，比如“菜
谱”“家谱”等。
早在1666年，牛顿通过三棱镜分解太阳光，发现白光含有多种
颜色的光，且被分解后各种单色光按波长大小依次排列，从而
提出了光谱的概念
二、光谱的分类
1.连续谱：包含有红光到紫光各种色光的光谱
炽热的固体
炽热的液体
A.连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱 是线状光源产生的光谱 B.通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分 C.连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定 波长的光 D.通过对线状谱的明线光谱分析或对吸收光谱的暗线分 析，可鉴定物质成分
例3 利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成
例1 如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙
是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的
元素为( B )
A.a元素
B.b元素
C.c元素
D.d元素
1814年，德国夫琅和费 测试新棱镜时的发现：
18.3氢原子光谱-免费
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。 事实上：原子是稳定的、原子光谱是线状谱。
1、在实际生活中，我们可以通过光谱分析来 在实际生活中， 鉴别物质和物质的组成成分。 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 时就可以被检测到。 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（ 和物质的组成成分的（ BC ） A 连续谱 B 线状谱 C 特征谱线 D 任意一种光谱
3 根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光 根据巴耳末公式， 范围内波长最长的两条谱线所对应的n， 范围内波长最长的两条谱线所对应的 ，它们 的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？ 的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？
｛ห้องสมุดไป่ตู้
光 谱
产生条件：稀薄气体发光形成的光谱 线状光谱 产生条件：稀薄气体发光形成的光谱 组成， 原子光谱） 光谱形式： 不连续的明线组成 （原子光谱） 光谱形式：由不连续的明线组成，不同元 素的明线光谱不同（又叫特征光谱） 素的明线光谱不同（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 定义： 光谱
2、下列说法正确的是（ BD ） 、下列说法正确的是（ A、通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获 、通过光栅或棱镜可以把光按波长展开， 得光的波长成分的记录，这就是光谱。 得光的波长成分的记录，这就是光谱。即光谱与光 强度无关。 强度无关。 B、通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获 、通过光栅或棱镜可以把光按波长展开， 得光的波长成分和强度分布记录，这就是光谱。 得光的波长成分和强度分布记录，这就是光谱。即 光谱不仅记录了光的波长分布，还记录了强度分布。 光谱不仅记录了光的波长分布，还记录了强度分布。 C、在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线， 、在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线， 这说明了太阳内部缺少对应的元素。 这说明了太阳内部缺少对应的元素。 D、在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线， 、在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线， 这些暗线与某些元素的特征谱线相对应， 这些暗线与某些元素的特征谱线相对应，这说明了 太阳大气层内存在对应的元素。 太阳大气层内存在对应的元素。
人教版高中物理选修3-5课件： 18.3 氢原子光谱 (共21张PPT)
1
R(
1 22
1 n2
) n
3, 4, 5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
n的两层含义： ①每一个n值分别对应一条谱线。3-红，4-青，5-蓝... ②n只能取正整数3,4,5…,不能取连续值，反映了氢原子 光谱波长的分立特征（线状谱）。
巴耳末系:一系列符合巴耳末公式的光谱线
经典物理学在解释原子光谱是线状谱时遇到了 困难。按照经典电磁理论，电子在核外做加速运动， 应该辐射电磁波，电子能量逐渐减小，电子绕核运 行的轨道半径也要减小，电子将沿螺旋线的轨道落 入原子核。电子绕核运行辐射的电磁波的频率等于 电子绕核运行的频率。随着轨道随半径连续变化， 绕核频率也逐渐变化，辐射电磁波的频率也逐渐变 化，由此可以推出：原子光谱是连续谱。这与原子 光谱是线状谱的事实相矛盾。
5、每种原了都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物 质和确定物质的组成成分。这种方法称为光谱分析。
二、氢原子光谱的实验规律
1、光是由原子内部电子的运动产生的。
2、氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
3、——巴耳末公式
1
R(
1 22
1 n2
) n
3,
4,
5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
当n=3时，得到λ1=6.55×10-7m。 当n=4时，得到λ2=4.85×10-7m。
22 n2
22 h
•
n2 n2 22
氢原子光谱是分立的光谱。它在可见光区的谱线满 足巴尔末公式，在红外和紫外光区的其它谱线也都满足 与巴末尔公式类似的关系。
3、经典物理学在解释原子光谱时遇到了什么困难? 解：
18.3 氢原子光谱
明线光谱是由游离状态的原子发射的， 明线光谱是由游离状态的原子发射的， 原子发射的 所以也叫原子光谱 所以也叫原子光谱
观察气体的原子光谱，可以使用光谱管 光谱管， 观察气体的原子光谱，可以使用光谱管，它是一 支中间比较细的封闭的玻璃管， 支中间比较细的封闭的玻璃管，里面装有低压气 管的两端有两个电极． 体，管的两端有两个电极．把两个电极接到高压 辉光放电， 电源上，管里稀薄气体发生辉光放电 电源上，管里稀薄气体发生辉光放电，产生一定 颜色的光． 颜色的光． 观察固态或液态物质的原子光谱， 观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到 煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光， 煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光， 就可以从分光镜中看到它们的明线光谱． 就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．
｛
（4）光谱分析
由于每种原子都有自己的特征谱线， 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它的化学组成 鉴别物质和确定它的化学组成。 光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫 做光谱分析。 做光谱分析。 优点：灵敏度高，含量达到10 时就可以被检测到。 优点：灵敏度高，含量达到10-10g时就可以被检测到。 应用：检查纯度、发现新元素、研究天体的化学组成。 应用：检查纯度、发现新元素、研究天体的化学组成。
2. 莱曼线系 光谱在紫外区域的谱线----莱曼线系。 光谱在紫外区域的谱线 莱曼线系。 莱曼线系
~=R 1 − 1 ν H 2 2 1 n
3. 其它线系 在红外区还有三个线系
n = 2，,4,⋯ 3
1 1 ɶ 帕邢系 ν = R 2 − 2 3 n
n = 4,5,6,⋯
1 1 νɶ = R 2 − 2 m n 取从(m+1)开始的正整数 开始的正整数, 取从 开始的正整数 式中： 式中： m = 1,2,3⋯ N取从
18.3氢原子光谱(修改)课件PPT
2021/3/10
9
二、光谱分类：
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：连续谱和线状谱。
2.吸收光谱：
特点：在连续谱上 缺失了某些成份的光
此光谱图有何特点？
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。
17
氢原子光谱不是不相关的，而是有内在联系的。 表现在其波数可用一普遍公式来表示：
1
R
m12
n12
其 中
m1,2,3
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
T(m)
R m2
,
T
(n)
R n2
1 T(m)T(n)
2021/3/10 T(m),T(n)称为光谱项。
18
2021/3/10
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三、经典理论的困难
卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存 在，很好地解释了α粒子散射实验。但是。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。
按经典物理学电子绕核旋转，作加速运动，电子 将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小， 从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。但 事实上原子是个稳定的系统。
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
2021/3/10
22
｛ 发
射
定义：由发光体直接产生的光谱 产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发
光 连续谱 光形成的
18.3 氢原子光谱
【自主解答】 (1)巴耳末系中第一条谱线为 n
＝3 时，
即λ11＝R212－312
R＝53λ61＝5×6563.56×10－9m－1≈1.097×107m－1. (2)巴耳末系中第四条谱线对应 n＝6，则
λ14＝R212－612
λ4＝8×1.03967×107m≈4.102×10－7m，
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。
一、光谱
1．定义： 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（频率）和强度 分布的记录，即光谱．
2．分类： （1）有些光谱是一条条的亮线，这样的 亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱． （2）有的光谱不是一条条分立的谱线， 而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做 连续谱
如白炽灯，故B错.
4.下列关于光谱的说法正确的是( ) A.炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱 B.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 C.气体发出的光只能产生线状谱 D.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物 质的吸收光谱
【解析】选A.由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状 谱中的明线要少一些，所以B不对.而气体发光时，若是 高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线 状谱，故C也不对.甲物质发出的白光通过低温的乙物质 蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以D错误,答案 为A.
对原子光谱的理解 例1 对原子光谱，下列说法正确的是( ACD )
A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种 原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子 光谱也不相同 D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元 素
18.3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， 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
光谱分析： 光谱分析：
1、光谱分析：每一种元素都有自己的特征谱线，因此可以根 光谱分析：每一种元素都有自己的特征谱线， 据光谱来鉴别物质 确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。 鉴别物质和 据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。 2、光谱分析的的原理： 光谱分析的的原理： 利用发射光谱中的明线光谱 吸收光谱。 发射光谱中的明线光谱和 利用发射光谱中的明线光谱和吸收光谱。 3、光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。 光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。 样本中一种元素的含量达到10 时就可以被检测到。 样本中一种元素的含量达到 -10g时就可以被检测到。 时就可以被检测到 4、光谱分析的应用： 光谱分析的应用： 发现新元素和研究天体的化学组成 新元素和研究天体的化学组成。 发现新元素和研究天体的化学组成。
2. 吸收光谱
观察 现象 光谱区域存在一条条暗线 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线 特点 都跟该种原子的发射光谱中的一条明 线状光谱）相对应。 线（线状光谱）相对应。 高温物体发出的白光（ 高温物体发出的白光（其中包含连 产生 续分布的一切波长的光）通过物质 续分布的一切波长的光） 时，某些波长的光被物质吸收
原子光谱是线状谱 —— 分立
产生 炽热的固体、液体及高压气体的光谱 炽热的固体、 案例 白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水 白炽灯丝发出的光、烛焰、
(2) 线状光谱 观察 现象 光谱中有一条条的亮线 —— 谱线 各条谱线对应不同波长（频率） 特点 各条谱线对应不同波长（频率）的 原子不同， 光，原子不同，发射的线状光谱也 不同，每种原子只能发出具有本身 不同， 特征的某些波长的光。 特征的某些波长的光。 原子的特征谱线 产生 稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱 案例 由游离状态的原子发射的
18.3氢原子光谱
由连续分布的一切波长的光组成
整个光谱区域都是亮的
炽热的固体、液体及高压气体的光谱
产生
白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水
(2) 线状光谱 观察 现象
光谱中有一条条的亮线 —— 谱线
特点 各条谱线对应不同波长（频率）的光，
原子不同，对应的线也不同，每种原 子只能发出具有本身特征的某些波长 的光。
光谱分析
1.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。
2.能用于光谱分析的是线状光谱和吸收光谱， 连续光谱无法用于分析。 3.例：分析日光灯管发出的明线光谱可以研 究灯管内气体所含元素。 4.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。
各种光谱的特点及成因：
发 射 光 谱 定义：由发光体直接产生的光谱 产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发 连续光谱 光形成的 光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有 线状光谱 产生条件：稀薄气体发光形成的光谱
｛
光 谱
（原子光谱） 光谱形式：一些不连续的明线组成，不同 元素的明线光谱不同（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 吸 光谱 收 光 产生条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后， 谱 再色散形成的
高温物体发出的连续光谱通过某（相 产生 对）低温的物质时，某些波长的光被 低温物质吸收
3
氢原子光谱
人教版《物理》选修3-5
3
氢原子光谱
人教版《物理》选修3-5
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明线光谱中的一 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。
18.3氢原子光谱
｛
光 谱
（原子光谱） 光谱形式：一些不连续的明线组成，不同 元素的明线光谱不同（又叫特征光谱）
吸 定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 收 光谱 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
｛
当堂训练
1．对原子光谱，下列说法正确的是( ) ACD A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各 种原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子 光谱也不相同 D．分析物质发光的光谱.可以鉴别物质中含哪些元素 2．关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( BD ) A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱 B．霓虹灯产生的是明线光谱 C．进行光谱分析时，只能用明线光谱 D．同一元素吸收光谱的暗线与明线光谱的位置是 一一对应的
由发光体直接产生的光谱
2.光谱的分类
｛
发射光谱 线状谱 吸收光谱
｛
连续光谱
被物质吸收后产生的光谱
（1）连续光谱 ①定义:连续分布的包含有从红光到紫光各种颜色光的光 谱叫做连续光谱。 ②产生条件： 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱 是连续光谱。 例如:白炽灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连 续光谱。
分立的
(2)巴耳末公式 氢原子光谱在可见光区域的14条谱线满足巴耳末公式
1 1 R( 2 2 ) n 3, 4,5,... 2 n 7 1 巴耳末公式 R=1.10 10 m 里德伯常量
n有两层含义： 一.n取一个值，可求出氢光谱中一条谱线的波长，说 明每一个n值分别对应一条谱线。 二.n只能取正整数值3，4，5……说明氢原子光谱的 波长只能取分立值，不能取连续值.
(2)根据经典电磁理论，电子辐射的电磁波的频率就是它绕核转 动的频率.电子越转能量越小，它离原子核就越来越近，转得也 就越来越快，这个变化是连续的，也就是说，我们应该看到原子 辐射出各种频率(波长)的光，即原子的光谱应该总是连续的，而 实际上我们看到的是分立的线状谱.
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18．3 氢原子光谱
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解光谱的定义和分类。
2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。
3．了解经典原子理论的困难。
（二）过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。
（三）情感、态度与价值观
培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。
★教学重点氢原子光谱的实验规律
★教学难点经典理论的困难
★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备
★课时安排 1 课时
★教学过程
（一）引入新课
讲述： 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？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。
（二）进行新课
1．光谱（结合课件展示）
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。
（如图所示）
讲述：
光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区
域）的波长成分和强度分布的记录。
有时只是波长成分的记录。
（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：连续光谱和明线光谱。
引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱？
学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。
只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。
明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。
教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。
例如白炽灯丝发出的
光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。
如图所示。
稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。
明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。
如图所示。
（2）吸收光谱
教师：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。
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。
太阳的光谱是吸收光谱。
如图所示。
课件展示，氢、钠的光谱、太阳光谱
投影各种光谱的特点及成因知识结构图：
（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。
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构。
2．氢原子光谱的实验规律
教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
引导学生阅读教材61页有关内容。
（课件展示）
3．卢瑟福原子核式模型的困难
教师：（讲述）卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。
引导学生阅读教材62页有关内容。
教师总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，原子光谱应是连续的光谱。
实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。
实验测得原子光谱是不连续的谱线。
（三）课堂小结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）作业：课本P62第1、3、4题。