氢原子光谱的的实验规律【PPT】19页PPT
氢原子光谱的实验规律18页PPT
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢!
Байду номын сангаас51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
氢原子光谱课件
氢原子光谱课件引言氢原子光谱是量子力学和原子物理学领域的基础内容,对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
本课件旨在介绍氢原子光谱的基本原理、实验观测和理论解释,帮助读者深入理解氢原子的能级结构和光谱特性。
一、氢原子的基本结构1.1电子轨道和量子数氢原子由一个质子和一个电子组成,电子围绕质子旋转。
根据量子力学的原理,电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上,这些轨道被称为能级。
每个能级由主量子数n来描述,n的取值为正整数。
1.2能级和能级跃迁氢原子的能级可以用公式E_n=-13.6eV/n^2来表示,其中E_n 是第n能级的能量,单位为电子伏特(eV)。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时,会吸收或发射一定频率的光子,这个频率与能级之间的能量差有关。
二、氢原子光谱的实验观测2.1光谱仪和光谱图氢原子光谱可以通过光谱仪进行观测。
光谱仪将入射光分解成不同频率的光谱线,并将这些光谱线投射到感光材料上,形成光谱图。
通过观察光谱图,可以得知氢原子的能级结构和光谱特性。
2.2巴尔末公式实验观测到的氢原子光谱线可以通过巴尔末公式来描述,公式为1/λ=R_H(1/n1^21/n2^2),其中λ是光谱线的波长,R_H是里德伯常数,n1和n2是两个能级的主量子数。
巴尔末公式可以准确地预测氢原子光谱线的位置。
三、氢原子光谱的理论解释3.1玻尔模型1913年,尼尔斯·玻尔提出了氢原子的量子理论模型,即玻尔模型。
该模型假设电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上,每个轨道对应一个能级。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时,会吸收或发射一定频率的光子。
3.2量子力学解释1925年,海森堡、薛定谔和狄拉克等人发展了量子力学理论,为氢原子光谱提供了更为精确的解释。
量子力学认为,电子在氢原子中的状态可以用波函数来描述,波函数的平方表示电子在空间中的概率分布。
通过解薛定谔方程,可以得到氢原子的能级和波函数。
四、结论氢原子光谱是量子力学和原子物理学的基础内容,对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
氢原子光谱 ppt课件
1885 年瑞士数学家巴耳末把氢原子在可见光的谱 线归纳为巴耳末公式:
巴尔末公式
B
n2 n2 22
(n 3,4,5,6,)
常数 B 36PP4T.课5件7nm
6
巴尔末公式
B
n2 n2 22
(n 3,4,5,6)
当 n=3,4,5,6,为四条可见光谱线H、Hb、Hg、Hd
氢 放 电 管
2~3 kV 光 源
光阑
三棱镜 (或光栅)
全息干板
记录原子光谱原理示意图
PPT课件
5
一、氢原子光谱的实验规律
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
很早,人们就发现氢气放电管获得的氢原子光谱, 在可见光范围内有四条谱线。
H: 红色 656.210nm; Hb ;深绿 486.074nm Hg : 青色 434.010nm; Hd ;紫色 410.120nm
Ek
1 2
me
2 n
原子能量
电子动能
En
1 2
me
2 n
Ep
e2
4 0rn
e2
4 0rn
系统势能
由
n
e2
2 0nh
和
rn
n2
0h2 mee2
可求得:
En
1 2
me
2 n
e2
4 0rn
1 me4
n2 8 02h2
(n 1,2,3)
光谱可分为三类:线状光谱,带状光谱,连续 光谱。连续光谱是固体加热时发出的,带状光谱是 分子所发出的,而线状光谱是原子所发出的。
氢原子光谱的的实验规律
定态跃迁到另一能量为 射或吸收一个频率为
Ek
kn
的定态时,就要发 的光子。
kn
En
Ek h
玻尔辐射频率公式
(3)量子化条件 在电子绕核作圆周运动中,
其稳定状态必须满足电子的角动量 的整数倍的条件。
L
mvr
等于
h
2
L n h , n 1,2,3, 角动量量子化条件
2
n 为量子数
三. 氢原子轨道半径和能量的计算
原子光谱线系的规律性深刻地反映了原子内部的规律性
二. 玻尔的氢原子理论
(1)定态假设 原子系统只能处在
一系列不连续的能量状态,在这些状
态中,电子虽然作加速运动,但并不
辐射电磁波,这些状态称为原子的稳
定状态(简称定态),相应的能量分
别为 E1, E2, E3,
。
玻尔
(2)频率条件 当原子从一个能量为 En 的
氢原子光谱
k 1, n 2,3 k 2, n 3,4, k 3, n 4,5, k 4, n 5,6, k 5, n 6,7, k 6, n 7,8,
赖曼系,紫外区 巴尔末系,可见光区 帕邢系,红外区 布拉开系,红外区 普丰德系,红外区 哈弗莱系,红外区
其他元素的光谱也有类似的规律性。
解:设氢原子全部吸收电子的能量后最高能激发到第 n 能级
此能级的能量为:
13.6 n2
eV
En
E1
13.6
13.6 n2
En E1 12.5eV
n2
13.6 13.612.5
12.36
所以 n 3.5
因为n只能取整数,所以氢原子最高能激发到 n=3 的能级 ,当然也能激发到 n=2 的能级.于是能产生 3 条谱线。
氢原子光谱ppt课件
03
氢原子光谱实验观测与分析
氢原子光谱实验装置介绍
光源
氢原子灯或放电管,产生氢原子 光谱。
单色仪
将复合光分解为单色光,并可选 择特定波长的光通过。
光探测器
如光电倍增管或CCD,将光信号 转换为电信号进行记录和分析。
数据采集与处理系统
对实验数据进行采集、处理和分 析,得出实验结果。
氢原子光谱观测方法
氢原子光谱研究挑战与机遇
实验技术挑战
01
尽管精密测量技术取得了显著进展,但进一步提高测量精度仍
面临诸多挑战,如如何消除系统误差、提高信噪比等。
理论模型挑战
02
现有理论模型在描述某些复杂现象时仍存在一定局限性,需要
进一步完善和发展。
交叉学科机遇
03
氢原子光谱研究与粒子物理、宇宙学等领域密切相关,这些领
04
氢原子光谱理论解释与应用
薛定谔方程与波函数概念
薛定谔方程
描述了微观粒子状态随时间变化 的规律,是量子力学的基本方程
之一。
波函数
量子力学中用来描述粒子状态的函 数,其模平方表示粒子在特定位置 被发现的概率。
量子数
描述原子或分子中电子运动状态的 参数,如主量子数、角量子数等。
氢原子光谱理论解释
玻尔模型
玻尔提出的氢原子模型,假设电子在 特定轨道上运动,且能量是量子化的。
能量级与光谱线
选择定则
解释了为何只有特定能级间的跃迁才 会产生光谱线,如偶极跃迁选择定则 等。
氢原子光谱由一系列分立的谱线组成, 对应着电子在不同能级间的跃迁。
氢原子光谱在物理、化学等领域应用
01
02
03
04
原子钟
利用氢原子光谱的稳定性和精 确性,制成高精度原子钟,用
氢原子光谱PPT教学课件
代入: PV PoVo M PoVmol
T
To
M mol To
理想气体物态方程: PV M RT M mol
阿伏伽德罗常数: N A 6.022 1023 mol 1
玻耳兹曼常数: k R 1.38 1023 (J K 1) NA
设:分子质量为 m,气体分子数为N,分子数密度 n。
单个分子速率不可预知,大量分子的速率分布是遵 循统计规律,是确定的,这个规律也叫麦克斯韦速 率分布律。
氢原子光谱
引言
每种原子、分子都有其特征光谱。因此分析其特征 光谱,对研究不同原子、分子及其结构有着重大的意义。 光谱学已成为光学的一个重要分支,并被广泛用于科研 和生产中。
氢原子是最简单的原子,其光谱线在按波长(或波 数)大小的排列次序上显示出简单的规律性。研究原子 结构,很自然氢原子首先被关注。
热现象
热学的研究方法:
1.宏观法. 最基本的实验规律逻辑推理(运用数学) ------称为热力学。
优点:可靠、普遍。 缺点:未揭示微观本质。 2.微观法.
物质的微观结构 + 统计方法 ------称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 优点:揭示了热现象的微观本质。 缺点:可靠性、普遍性差。
宏观法与微观法相辅相成。
气体动理论 §1 分子运动的基本概念
一.热力学系统 热力学研究的对象----热力学系统. 热力学系统以外的物体称为外界。 孤立系统:系统和外界完全隔绝的系统
例:若汽缸内气体为系统,其它为外界
二.系统状态的描述 微观量:分子的质量、速度、动量、能量等。
在宏观上不能直接进行测量和观察。 宏观量: 温度、压强、体积等。
2
第三节氢原子光谱ppt课件
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。
东来西往
早在17世纪,牛顿就发现了日光通过三 棱镜后的色散现象
一、什么是光谱?
光谱,全称是光学频谱,是复色光通过色散系 统(如光栅、棱镜)进行分光后,依照光的波 长(或频率)的大小顺次排列形成的图案。
回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可割
建立
汤姆孙的西 瓜模型
出现矛盾
α粒子散射实验
否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
否定
汤姆孙的西 瓜模型
卢瑟福的核 式结构模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
? 建立
3.发射光谱与吸收光谱的对应关系:
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。
各种光谱的特点及成因:
{ 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
连续光谱:
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。
是否所有物质发的光都是这样的光谱?
观察氢原子的光谱实验:
1.装置:
氢气光谱管
分光镜
高压2~发3k生v器
氢原子光谱的其他线系
紫
外 线
莱曼线系
区
1
R
1
氢原子光谱
0.529 1010 m
第n级轨道半径
rn n2 r1 (n 1,2,3)
电子轨道半径可能值为 r1 , 4 r1 , 9 r1 , 16r1,... n2r16 1
2) 氢原子能量 选无穷远为电势能零点,半径为 rn 的电子 与原子核系统能量: En Ek E p 2 e 1 2 E k me n Ep 电子动能 系统势能 2 40 rn 2 1 e 2 原子能量 En me n 2 40 rn
H: 红色 656.210nm; Hg : 青色 434.010nm; Hb ;深绿 486.074nm Hd ;紫色 410.120nm
1885 年瑞士数学家巴耳末把氢原子在可见光的谱 线归纳为巴耳末公式: 巴尔末公式 常数
n2 B 2 2 n 2
( n 3,4,5,6,)
6
B 364 .57nm
4
24
例:氢原子从n=5 的激发态跃迁到基态, 能发射多少种不同的光子?
解:
由图可见,可能有10 种辐射光产生。
En E1 12.2 13.6 12.2 1.4eV
由
即
E1 n E1 / En 3.12 En 2 n n3 12.2eV的能量不能全部被吸收
当原子由这个能态跃迁回基态时,将有可 能发射三种不同波长的电磁波。
23
3→1
3→2
2→1
1 31 1/[1.097 10 (1 2 )](nm) 3 102.6nm 属于赖曼系 1 4 1 32 1/[1.097 10 ( 2 2 )](nm) 2 3 属于巴尔末系 656.3nm 1 4 21 1/[1.097 10 (1 2 )](nm) 2 属于赖曼系 121.5nm
氢原子光谱 课件
365.46
n2 n2 22
nm,
n 3,4,5,
一系列分立的线状光谱
4101.7 4340.5 4861.3
6562.8
红
蓝
紫
巴尔末
瑞士数学家兼物 理学家巴耳末开始 研究工作时,可见 光区域的4条氢谱线 已经过埃姆斯特朗 等人大量较精确的 测定,紫外区的10 条谱线也在恒星光 谱中发现。
1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式
4、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。
二、氢原子光谱的 实验规律
1、 氢原子光谱的实验规律
1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子
光谱可见光部分的规律:
一、光 谱
1、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。
自然光光谱
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。
氢 原 子 光 谱 型
2、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。
1、经典理论的困难
卢瑟福的核式结构模型正确的指出了原 子核的存在,很好的解释了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, 有无法解释原子光谱的分立特征——经典 理论的困难。
根据经典电磁理论,电子绕核作匀速圆周 运动,作加速运动的电子将不断向外辐射电 磁波.
不能解释原子结构的稳定性
e
λ∞= 364 .56nm(波长最短)
物理学 氢原子光谱
• 按谱线形状分:线状谱、
带状谱和连续谱。
2. 氢原子光谱的实验规律
• 氢气放电管可以获得氢原子光谱,谱线的间隔和 强度都向短波方向递减。
氢原子的光谱(可见区和近紫外区)
• 1885年,巴耳末发现这些谱线的波数(波长的 倒数)有一个简单关系式(氢原子的线状光谱)
• 氢原子光谱的其它谱线系 赖曼系(紫外) 帕邢系(红外)
12.3 氢原子光谱
1. 光谱 2. 氢原子光谱的实验规律
3. 经典理论的困难
1. 光谱
• 散射实验肯定了原子核的存在,核外电子情形呢?
• 光谱是光的频率成分和强度成分的关系图,是用光
谱仪测量的。
• 不同波长的光线会聚在屏
上不同点,在屏上形成一系
列狭缝的象(细线),摄成
的光谱照片----谱线。
棱镜光谱仪示意图
布拉开系(红外) 普丰特系(红外)
• 氢原子光谱的波数可统一表达
式中
对于每一个
构成一个谱线系。
例1 计算赖曼系中波长最长的谱线和线系限对应的 波长值。
解:由赖曼系光谱公式,最长的谱线对应于
因此
线系限对应于 即:赖曼线系的波长范围为
4. 经典理论的困难
• 所有原子都会变ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原子核大小才是稳定的; • 原子的光谱应该总是连续的。
经典理论不能解释原子的稳定性、原子的线状谱。
氢原子光谱定稿ppt文档
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、光谱的定义:
光按波长展开,获得光按波长和强度分布的 记录。
2、光谱的分类: 1)发射光谱 2)吸收光谱
①连续谱 ②线状谱
一、光谱
3.发射光谱:物体发光直接产生的光谱。 (1)连续光谱(连续谱)
n2, 3,4,
红
外 线
帕邢系
区
1
R
1 32
1 n2
n4,5,6,
三、经典理论的困难
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
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 连续光谱
光谱的形式:连续分布,一切波长的光都有 产生:炽热的固体、液体和高压气体发光
光
光谱形式:一些不连续的明线组成,不同元素的线状光谱
{ 线状光谱
(原子光谱)
不同(又叫明线光谱)
谱
产生:稀薄气体、金属蒸气、游离态原子
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 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 谱 (与特征谱线相对应)
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
阅读教科书P55—P56 氢原子光谱的实验规律
思考: -----3分钟!!!!
1、巴耳末公式及意义?
三、氢原子光谱
可见光区
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
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21、静念园林好,人间良可辞。 22、步步寻往迹,有处特依依。 23、望云惭高鸟,临木愧游鱼。 24、结庐在人境,而无车马喧;问君 何能尔 ?心远 地自偏 。 25、人生归有道,衣食固其端。
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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氢原子光谱的的实验规律【PPT】
1、纪是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴