氢原子光谱PPT课件
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高中物理选修课件氢原子光谱
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。
跃迁过程
电子在不同能级之间跃迁 ，会吸收或发射特定频率 的光子。
跃迁条件
电子跃迁需要满足能量守 恒和动量守恒的条件。
发射光谱与吸收光谱
发射光谱
氢原子从高能级向低能级跃迁时，会 发射出特定频率的光子，形成发射光 谱。
光谱特征
发射光谱和吸收光谱具有特定的频率 和波长，反映了氢原子的能级结构和 跃迁规律。
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。
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
4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型课件ppt—高二下学期物理人教版选择性必修第三册6
这就是气体导电时发光的机理
玻尔理论解释不同元素的谱线有不同的特征
玻尔理论又是如何说明为什么不同元素的谱线有不同特征呢？
由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的 。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 又由于不同原子具有不同的结构，能级各不同，因此辐射（或 吸收）的光子频率也不同。
氢原子能级跃迁与光谱图
α粒子散射实验
否定
建立 卢瑟福的核式结构模型
完美？
但是与经典的电磁理论发生了矛盾
轨道上运动的电子带有电荷
运动中要辐射电磁波，损失能量
经典物理学观点下， 原子将发生“塌陷”
事实上，原 子是稳定的
轨道半径不断缩小 最终落在原子核上
另一方面
电子轨道连续变化
辐射电磁波的频率也会连续变化
事实上，辐射电磁 波的频率只是某些 不连续确定的值
Hδ
Hγ
巴尔末系氢吸收光谱
n=2 n=1 n=3 n=4 n=5 n=6
Hβ Hα
玻尔理论解释气体导电发光
现在建筑上常要安装各式各样的霓虹灯，用以夜间装饰。如图所示，各种气体原 子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可制成五颜六色 的霓虹灯。这其中蕴含着什么物理道理？
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的。 气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击， 有可能向上跃迁到激发态。 处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较 低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。
玻尔理论解释不同元素的谱线有不同的特征
玻尔理论又是如何说明为什么不同元素的谱线有不同特征呢？
由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的 。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 又由于不同原子具有不同的结构，能级各不同，因此辐射（或 吸收）的光子频率也不同。
氢原子能级跃迁与光谱图
α粒子散射实验
否定
建立 卢瑟福的核式结构模型
完美？
但是与经典的电磁理论发生了矛盾
轨道上运动的电子带有电荷
运动中要辐射电磁波，损失能量
经典物理学观点下， 原子将发生“塌陷”
事实上，原 子是稳定的
轨道半径不断缩小 最终落在原子核上
另一方面
电子轨道连续变化
辐射电磁波的频率也会连续变化
事实上，辐射电磁 波的频率只是某些 不连续确定的值
Hδ
Hγ
巴尔末系氢吸收光谱
n=2 n=1 n=3 n=4 n=5 n=6
Hβ Hα
玻尔理论解释气体导电发光
现在建筑上常要安装各式各样的霓虹灯，用以夜间装饰。如图所示，各种气体原 子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可制成五颜六色 的霓虹灯。这其中蕴含着什么物理道理？
通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的。 气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击， 有可能向上跃迁到激发态。 处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较 低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。
18.3 氢原子光谱(45张PPT)
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)；
《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。
解：由巴耳末公式 1
1 R( 22
1 n2
)
得
1 11
1 R( 22 n12 )
n1=3
1 R( 1 1 )
2
22 n22
n2=4
课堂检测
课堂检测 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？
谱
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）
3、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 质和确定物质的组成成分。这种方法叫做光谱分析。
氢原子光谱课件
1 光谱
1．光谱． 用光栅或棱镜可以把光波按波长展开，获得光的波
长(频率)成分和强度分布的记录，即光谱，用摄谱仪可以 得到光谱的照片． 物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类：
(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的 光谱．它可分为连续光谱和明线光谱(线状光谱)．
①连续光谱——由连续分布的一切波长的光(一切单 色光)组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射 光谱是连续光谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的 光都形成连续光谱．
(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 1λ＝R212－n12，n＝3,4,5，…
R 称为里德伯常量，实验测得 R＝1.10×107 m －1，巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立 值，不能取连续值．
氢原子光谱在红外光和紫外光区域的其他谱 线满足与巴耳末公式类似的其他公式，如莱曼系在 紫外光区，公式为1λ＝R112－n12，n＝2,3,4，….
氢原子光谱
1．光谱． (1)用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波 长成分和强度分布的记录．这称作__光__谱____．有些光谱是 一条条的亮线．我们把它们叫作_谱__线_____，这样的光谱叫 作__线__状__谱__．有的光谱是连在一起的光带．我们把它叫作 __连__续__谱__． (2)各种原子的发射光谱都是线__状__谱____，说明原子只 发出几种特定频率的光．每种原子都有自己的特征谱线， 我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组__成__成__分__，这种方 法称作____光__谱__分__析______．
氢原子光谱ppt课件
02
预备知识：需要了解量子力学中的 波函数、算符、本征值和本征态等 基本概念，以及碱金属原子的电子 结构和性质。
THANKS
感谢观看
氢原子光谱ppt课件
目 录
• 氢原子光谱基本概念 • 氢原子能级结构与跃迁 • 氢原子光谱实验观测与分析 • 氢原子光谱理论解释与应用 • 氢原子光谱研究前沿与展望 • 总结与回顾
01
氢原子光谱基本概念
氢原子光谱定义及特点
定义
氢原子光谱指的是氢原子从高能级 向低能级跃迁时发射或吸收光子的 频率集合，表现为一系列分立的谱 线。
06
总结与回顾
课程重点内容回顾
氢原子光谱的基本概念
解释了原子光谱的定义，以及氢原子光谱在量子力学中的重要性。
玻尔模型与氢原子光谱
详细阐述了玻尔模型对氢原子光谱的解释，包括能级跃迁、发射与 吸收光谱等。
量子力学与氢原子光谱
介绍了量子力学的基本原理，以及如何利用量子力学解释氢原子光 谱的精细结构和超精细结构。
特点
氢原子光谱具有简单、分立、规律 性强等特点，是原子物理学研究的 重要对象之一。
氢原子光谱发现历史
早期研究
19世纪初，科学家们开始对光谱 进行研究，但当时的技术水平有 限，无法对氢原子光谱进行精确
测量。
经典实验
19世纪末，巴尔末对氢原子光谱 进行了系统研究，发现了巴尔末 公式，能够较好地描述氢原子光
预备知识：需要了解量子力学中的 波函数、算符、本征值和本征态等 基本概念，以及碱金属原子的电子 结构和性质。
THANKS
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目 录
• 氢原子光谱基本概念 • 氢原子能级结构与跃迁 • 氢原子光谱实验观测与分析 • 氢原子光谱理论解释与应用 • 氢原子光谱研究前沿与展望 • 总结与回顾
01
氢原子光谱基本概念
氢原子光谱定义及特点
定义
氢原子光谱指的是氢原子从高能级 向低能级跃迁时发射或吸收光子的 频率集合，表现为一系列分立的谱 线。
06
总结与回顾
课程重点内容回顾
氢原子光谱的基本概念
解释了原子光谱的定义，以及氢原子光谱在量子力学中的重要性。
玻尔模型与氢原子光谱
详细阐述了玻尔模型对氢原子光谱的解释，包括能级跃迁、发射与 吸收光谱等。
量子力学与氢原子光谱
介绍了量子力学的基本原理，以及如何利用量子力学解释氢原子光 谱的精细结构和超精细结构。
特点
氢原子光谱具有简单、分立、规律 性强等特点，是原子物理学研究的 重要对象之一。
氢原子光谱发现历史
早期研究
19世纪初，科学家们开始对光谱 进行研究，但当时的技术水平有 限，无法对氢原子光谱进行精确
测量。
经典实验
19世纪末，巴尔末对氢原子光谱 进行了系统研究，发现了巴尔末 公式，能够较好地描述氢原子光
氢原子光谱 课件
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 原子光谱是分立的线状谱
• 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
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。
• （1）连续光谱
• • •
炽热的固体、液体及高压气体的光谱， 是由连续分布的一切波长的光组成的，这 种光谱叫做连续光谱。
• 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。
2）线状谱（原子光谱）：
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。 各种原子的发射光谱都是线状谱，不同的原子的亮线 位置不同，即不同的原子的发光频率不同。因此，每 种原子都有自己的特征谱线。
氢原子光谱
复习提问：
1.α粒子散射实验的结果是什么？
2.卢瑟福的原子核式学说的内容有 哪些？
一、光谱：用光珊或棱镜可以把各 种颜色的光暗波长展开，获得光的 波长（频率）和强度分布的记录， 叫做光谱
1.发射光谱（拓展）
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 原子光谱是分立的线状谱
• 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
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。
• （1）连续光谱
• • •
炽热的固体、液体及高压气体的光谱， 是由连续分布的一切波长的光组成的，这 种光谱叫做连续光谱。
• 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。
2）线状谱（原子光谱）：
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。 各种原子的发射光谱都是线状谱，不同的原子的亮线 位置不同，即不同的原子的发光频率不同。因此，每 种原子都有自己的特征谱线。
氢原子光谱
复习提问：
1.α粒子散射实验的结果是什么？
2.卢瑟福的原子核式学说的内容有 哪些？
一、光谱：用光珊或棱镜可以把各 种颜色的光暗波长展开，获得光的 波长（频率）和强度分布的记录， 叫做光谱
1.发射光谱（拓展）
氢原子光谱PPT教学课件
单原子分子：
t
1 2
mv2
1 2
m vx2
1 2
m
v
2 y
1 2
m
v
2 z
3 2
kT
v
2 x
v
2 y
vz2
1 v2 3
1 2
m vx2
1 2
m
v
2 y
1 2
m
v
2 z
1 2
kT
能量均分定理：
在温度为T 的平衡态下，物质分子的每一个自 由度都具有相同的平均动能，其大小都等于kT/2。
分子平均能量： i kT “i”为刚性分子自由度
m1
M mol pV RT1
, m2
M mol pV RT2
M mol 2 103 kg mol 1
m1
m2
M mol pV R
1 ( T1
1 T2
)Leabharlann Baidu
2103 5.07 106 10103 ( 1 1 )
8.31
280 290
1.50103(kg)
例题2.两瓶不同种类的气体，其分子平均平动动能 相等，但分子数密度不同。问：它们的温度是否相 同？压强是否相同？
2
２、氢灯
谱线位置
特征
波数
谱线
红 青 蓝
氢原子光谱 课件-氢原子光谱图26页PPT
氢原子光谱 课件-氢原子光谱图
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
Biblioteka Baidu
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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【全国百强校】山东省枣庄市第三中学高中物理选修3-5课件：18.3 氢原子光谱(共24张PPT)
新课标高中物理选修3－5
第十八章 原子结构
复习
汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质 比。
实验结果
绝大多数的粒子沿 着原来方向前进
少数粒子发生较大 偏转
极少数偏转超过90 度
极个别几乎达到180 度
复习
原子的中心有一个 带正电的原子核， 它几乎集中了原子 的全部质量，而电 子则在核外空间绕 核旋转。
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
4. 吸收光谱
1)定义： 白光通过物质时，一些频率的光被吸
收后在连续光谱上出现一些暗线。
②产生：
4. 吸收光谱
③特点： 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的线状 光谱相对应。 表明：吸收光谱也是原子的特征谱线。
太阳光谱是吸收光谱。
原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
原子光谱是线状谱 —— 分立
小结：
定义：由发光体直接产生的光谱
发
｛ 射
光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光 谱
连续光谱
产生：炽热的固体、液体和高压气体发光
光 谱
｛ 线状光谱
（原子光谱）
光谱形式：一些不连续的明线组成，不同 元素的线状光谱不同（又叫明线光谱）
产生：稀薄气体、金属蒸气、游离态原子
区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式.
第十八章 原子结构
复习
汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质 比。
实验结果
绝大多数的粒子沿 着原来方向前进
少数粒子发生较大 偏转
极少数偏转超过90 度
极个别几乎达到180 度
复习
原子的中心有一个 带正电的原子核， 它几乎集中了原子 的全部质量，而电 子则在核外空间绕 核旋转。
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
4. 吸收光谱
1)定义： 白光通过物质时，一些频率的光被吸
收后在连续光谱上出现一些暗线。
②产生：
4. 吸收光谱
③特点： 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的线状 光谱相对应。 表明：吸收光谱也是原子的特征谱线。
太阳光谱是吸收光谱。
原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
原子光谱是线状谱 —— 分立
小结：
定义：由发光体直接产生的光谱
发
｛ 射
光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光 谱
连续光谱
产生：炽热的固体、液体和高压气体发光
光 谱
｛ 线状光谱
（原子光谱）
光谱形式：一些不连续的明线组成，不同 元素的线状光谱不同（又叫明线光谱）
产生：稀薄气体、金属蒸气、游离态原子
区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式.
人教版高中物理选修3-5课件：18-3氢原子光谱 (共50张PPT)
－
波长也只能是分立的值．
3．其他线系：除了巴耳末线系，发现氢光谱在红外和紫外 光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的公式． 4．巴耳末公式的意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢 原子的 线状光谱 ，即辐射波长的分立性．
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 原子核 的存在，很好地解释了 α 粒子散射 实验． 2．困难：经典的物理学既无法解释原子的 稳定性 ，也无 法解释原子光谱的 分立特征．
要 点 导 学
要点一 光谱和光谱分析
1.光谱的分类 按光谱的产生方式可分为发射光谱和吸收光谱，见下表：
发射光谱 连续谱 线状谱
吸收光谱 高温物体发出的 白光通过低温物
物体直接发出的光通过分光后产生的光谱
由 连 续 分 布 只含有一些不连续的亮线的 质时，某些波长的 定 的 一 切 波 长 光谱．它是由游离态的原子发 光 被 该 物 质 吸 收 义 的光 ( 一切单 射的，因此也叫原子光谱．某 后产生的光谱．吸 色光 ) 组成的 种元素原子线状谱的谱线称 收 光 谱 中 的 暗 线 光谱 为该元素原子的特征谱线 也是该元素原子 的特征谱线
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．
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光谱中的暗线 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汽可得到甲物 质的吸收光谱
波长也只能是分立的值．
3．其他线系：除了巴耳末线系，发现氢光谱在红外和紫外 光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的公式． 4．巴耳末公式的意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢 原子的 线状光谱 ，即辐射波长的分立性．
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 原子核 的存在，很好地解释了 α 粒子散射 实验． 2．困难：经典的物理学既无法解释原子的 稳定性 ，也无 法解释原子光谱的 分立特征．
要 点 导 学
要点一 光谱和光谱分析
1.光谱的分类 按光谱的产生方式可分为发射光谱和吸收光谱，见下表：
发射光谱 连续谱 线状谱
吸收光谱 高温物体发出的 白光通过低温物
物体直接发出的光通过分光后产生的光谱
由 连 续 分 布 只含有一些不连续的亮线的 质时，某些波长的 定 的 一 切 波 长 光谱．它是由游离态的原子发 光 被 该 物 质 吸 收 义 的光 ( 一切单 射的，因此也叫原子光谱．某 后产生的光谱．吸 色光 ) 组成的 种元素原子线状谱的谱线称 收 光 谱 中 的 暗 线 光谱 为该元素原子的特征谱线 也是该元素原子 的特征谱线
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．
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光谱中的暗线 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汽可得到甲物 质的吸收光谱
氢原子光谱 课件
解得 λ1＝6.5×10－7m 当 n＝4 时，λ12＝1.10×107×(41－116) 解得 λ2＝4.8×10－7m 氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱。 答案：n＝3 时，λ＝6.5×10－7m，n＝4 时，λ＝4.8×10－7m
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2．由于电子绕核运动时不断向外辐射电磁波，电子能量 不断减少，电子将逐渐接近原子核，最后落于核上，这样，原 子应是一个不稳定系统。
3．据经典理论，以上推理都是正确的，但推出的结果与 现实不相符，说明经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不 能用于解释原子世界的现象。
光谱和光谱分析
下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是 ()
点评：要明确光谱和物质发光的对应关系，炽热的固体、 液体和高压气体发出的是连续光谱，而稀薄气体发射的是线状 谱。
氢原子光谱
在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n 和它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？
解析：据公式1λ＝R(212－n12) n＝3,4,5，…… 当 n＝3 时，波长 λ 最大，其次是 n＝4 时， 当 n＝3 时，λ11＝1.10×107×(41－19)
2．实验现象 在可见光区内，观察到波长分别为 656.47nm、486.27nm、 434.17nm、410.29nm。的四条谱线，分别用符号 Hα、Hβ、Hγ、 Hδ 表示，(见下图)
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有
布喇开系
三
个
线
系
普丰特系
氢原子光谱的其他线系
1
R
1
12
1 n2
1
R
1 22
1 n2
1
R
1 32
1 n2
1
R
1 42
1 n2
1
R
1
52
1 n2
n 2，3,4,
n 3，4,5,
n 4,5,6,
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。
研究太阳 高层大气 层所含元 素
15
四、氢原子光谱的实验规律
气体放电管 金属导杆
感应圈
观
察
光
谱
光 谱
实分
3
一、光谱
光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的 记录，有时只是波长成分的记录。光谱分 为发射光谱和吸收光谱
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：
连续光谱和明线光谱。
4
（1）连续光谱
炽热的固体、液体及高压气体的光谱， 是由连续分布的一切波长的光组成的，这 种光谱叫做连续光谱。
第二章 原子结构
3、光谱 氢原子光谱
1
卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？
⑴原子的中心有一个带正电 的原子核。 ⑵它集中了原子的全部正电 荷和几乎全部质量。 ⑶电子则在核外空间运动。
电子在核的周围怎样运动？ 它的能量怎样变化？
2
一、光谱
牛顿发现了太阳光通过三棱 镜后的色散现象，并把实验 中得到的彩色光带叫做光谱
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。
5
（2）明线光谱（原子光谱） 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，也叫原子光 谱。
光谱管
高压电源
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几种原子的发射光谱
1、各种原子的发射光谱都是线状光谱，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（谱线）不同，说明不同原子的发 光频率不同。因此线状光谱的谱线被称为原子的特征谱线。
7
吸收光 谱
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
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氢气的吸收光 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
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）
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（4）光谱分析
氢气
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（3）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。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与明线相对应，也 是原子的特征谱线。
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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（线状光谱）中的一条明线相对应。
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
22
•
23
n 5,6,7，
n 6,7，8，
19
广义巴耳末系：
1
R
1 m2
1 n2
其 中
m 1,2,3
n m 1, m 2, m 3,
m 1— —赖曼系
m 2 — —巴耳末系
m 3 — —帕邢系
m 5 — —谱丰特系
m 4 — —布喇开系
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五、经典理论的困难
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。 即辐射波长的分立特征。卢瑟福的核式结构模型正确 地指出了原子核的存在，很好的解释了粒子的散射实 验。但是用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁 学的理论，却无法解释原子的稳定性，又无法解释原 子光谱的分立特征。
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核外电子绕核运动 辐射电磁波
验
析 仪
电源
气体放电管：
玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，
成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电
时会发光。这样的装置叫做气体放电管。
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氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
可见光区
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1885年,巴耳末对当时已知的,在可见光区的4条谱线作 了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：
n的两层含义： 第一：每一个n值分别对应一条谱线。 第二：n只能取正整数3，4，5······，不能取连续值， 反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）。 除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光区
的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式.
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紫
外 线
莱曼系
区
可 见
巴耳末系
光
区Fra Baidu bibliotek
红
帕邢系
外
区
还
吸收光谱也是原子的特征谱线
11
•
12
•各种光谱 •连续光谱
H的发射光 谱
钠的发射 光谱
钠的吸收 光谱
太阳的吸
收光谱
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各种光谱的特点及成因：
定义：由发光体直接产生的光谱
｛ 发
射 光
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
谱
光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光 谱
｛ 线状光谱 产生条件：稀薄气体发光形成的光谱