鲁科版氢原子光谱与能级结构-课件
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高中物理第2章原子结构第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构课件鲁科版选修3
跃迁 假设 定频率的光子能量 hν，假如，原子从定态 E2 跃迁到
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一 个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨 道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原 子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
定态 E1，辐射的光子能量为 hν＝E2－E1
基本 内容
假设
原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．原
子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨 轨道 道上运行，只有轨道半径 r 跟电子动量 mev 的乘积满 假设 足下式 mevr＝n2hπ(n＝1，2，3，…)这些轨道才是可
对玻尔原子模型的理解 1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的 数值． 模型中保留了卢瑟福的核式结构，但他认为核外电子的轨道是 不连续的，它们只能在某些可能的、分立的轨道上运动，而不 是像行星或卫星那样，能量大小可以是任意的量值．例如，氢 原子的电子最小轨道半径为 r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半 径还有 0.212 nm、0.477 nm、…不可能出现介于这些轨道半径 之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．
按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为 E1(E1<0)，电子质量为 m，基态氢原子中的电 子吸收一频率为 ν 的光子被电离后，电子速度大小为 ________(普朗克常量为 h)． [思路点拨] 根据玻尔原子理论与能量守恒定律求解．
得到了氢原子的能级结构图(如图所示)．
n＝∞————————E∞＝0 ⋮
n＝5 ————————E5＝－0.54 eV n＝4 ————————E4＝－0.85 eV n＝3 ————————E3＝－1.51 eV n＝2 ————————E2＝－3.4 eV n＝1 ————————E1＝－13.6 eV
4.原子跃迁时需注意的几个问题 (1)注意一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一 个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨 道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原 子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．
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。
2.4 氢原子光谱与能级结构 课件(鲁科版选修3-5)
教 学 方 案 设 计
1 1 1 － 7 当 n＝3 时， ＝1.10×10 ×( 2－ 2) m 1 λ1 2 3 解得 λ1＝6.5×10
－7
m.
当 堂 双 基 达 标
1 1 1 － 7 当 n＝4 时， ＝1.10×10 ×( 2－ 2) m 1 λ2 2 4 解得 λ2＝4.8×10
－7
课 前 自 主 导 学
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
反映了氢原子辐射波长的分立特征．
课 时 作 业
菜
单
LK·物理 选修 3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
本节是本章的最后一节，所以应说明玻尔理论的局限 性， 玻尔理论是一种半经典的理论， 一方面引入了量子假设；
教 学 方 案 设 计
另一方面又应用经典理论计算电子轨道半径和能量．因此， 玻尔理论在解释复杂的微观现象时遇到困难，乃是必然 的．回顾人类探索原子结构的历程，使学生认识到：科学家 对原子结构的认识是不断深入的，科学探索是曲折而长期的
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK·物理 选修 3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
m.
课 时 作 业
菜
单
LK·物理 选修 3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
(2)n＝3 时，对应着氢原子巴尔末系中波长最长的光， 设其波长为 λ，因此
氢原子光谱与能级结构
3 光谱分析
二、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。
气体放电管：玻璃管中的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。
1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光 区的14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：
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。
其他谱系
巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志
氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
1 1 1 巴尔末公式： R λ 22 n 2
氢 原 子 能 级 跃 迁 与 光 谱 图
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。而实际上看到的是 分立的线状谱。
这些矛盾说明尽管经典物理学理论可 以很好地应用宏观物休，但它不能解 释原子世界的现象，引入新观念是必 要的。
光子
谢
谢
② 明线光谱
A 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。 B 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。 C 各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只 能发出几种特定频率的光。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。
（1）定义：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
（2）分类：发射光谱可分类：连续光谱和明线光谱。
①连续光谱 A 由波长连续分布的光组成的连在一起的光带叫连 续光谱。 特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是 连在一起的光带。 即连续分布的包含有从红光 到紫光各种色光的光谱。 B 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。
鲁科版高中物理选修3-5：氢原子光谱与能级结构_课件1
1.几种特定频率的光
2.光谱是分立的亮线
Hα (红色）
652.2nm
λ/nm
原子光谱
每一种光谱-------印记
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
巴尔末的研究氢原子光谱
（可见光区）
（里德伯常数：R=1.09677581×107m-1)
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
紫 外 线 区
赖曼线系
1
R
1 12
1 n2
n 2，3,4,
红 外 区
帕邢线系
1
R
1 32
1 n2
还 有 三
布喇开系
1
R
1 42
1 n2
个 线 系
普丰特线系
氢原子的光谱与能级结构
一、光谱
复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散 开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案
观察光谱实验
1. 实 验
玻璃管充进氢气
连续光谱经过氢气的光谱
2. 氢原子的光谱图
(紫绿色） Hδ
410.1nm
特点
Hγ (青色）
434.0nm
Hβ (蓝绿色）
486.1nm
1
R
1
52
1 n2
n 4,5,6,
n 5,6,7，
光谱与氢原子光谱-新教材高中物理选择性必修第三册同步课件PPT(鲁科版)
巴耳末公式的应用方法及注意问题
堂 达
习
标
探
(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． 固
·
新
双
知
(2)公式中 n 只能取整数，不能连续取值，因此波长也是分立的 基
合 值．
作
课
探 究
(3)公式是在对可见光区的四条谱线分析时总结出的，在紫外区
时 分
攻 的谱线也适用．
层 作
重
业
难
(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．
当
主
3．对于巴耳末公式，下列说法正确的是( )
堂
预
达
习
标
探
A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
·
固
新
双
知
B．巴耳末公式只确定了氢原子光谱的可见光部分的光的波长 基
合 作
C．巴耳末公式确定了氢原子光谱的一个线系的波长，其中既有 课
探
时
究 可见光，又有紫外光
分 层
攻
作
重 难
D．巴耳末公式确定了各种原子光谱中的光的波长
课
探
时
究
C．太阳表面大气层中存在着相应的元素
分 层
攻
作
重 难
D．太阳内部存在着相应的元素
业
返 首 页
·
32
·
自
当
主
堂
预
达
习
标
探
C [太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被 固
·
新
双
知 太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱．所以太 基
鲁科版物理选修3-5课件：第2章 第4节 氢原子光谱与能级结构
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2．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱巴耳末线系的最长波长和最短波长所
对应的 n，并计算其波长． 【解析】 对应的 n 越小，波长越长，故当 n＝3 时，氢原子发光所对应的
波长最长．
当 n＝3 时，λ11＝1.10×107×212－312m－1 解得 λ1＝6.55×10－7 m.
尔理论还预言了当时尚未发现的氢原子的其他光谱线系，这些线系后来相继被发
现，也都跟玻尔理论的预言相符．
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2．局限性及原因 (1)局限性：成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但不能解释稍复杂原子 的光谱现象． (2)原因：保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看作经典力学描述下 的轨道运动．
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1．一群氢原子由 n＝3 能级自发跃迁至低能级发出的谱线中属于巴尔末线 系的有________条．
【解析】 在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到 n＝2 能级发光的谱线属于巴尔末线系．因此只有由 n＝3 能级跃迁至 n＝2 能级的 1 条谱线属巴尔末 线系．
【答案】 1
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[核心点击]
1．成功方面
(1)运用经典理论和量子化观念确定了氢原子的各个定态的能量并由此画出
能级图．
(2)处于激发态的氢原子向低能级跃迁辐射出光子，辐射光子的能量与实际
符合的很好，由于能级是分立的，辐射光子的波长也是不连续的．
(3)不仅成功地解释了氢光谱的巴尔末系，计算出了里德伯常数，而且，玻
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[后思考] 氢原子光谱有什么特征，不同区域的特征光谱满足的规律是否相同？ 【提示】 氢原子光谱是分立的线状谱．它在可见光区的谱线满足巴耳末 公式，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．
鲁科版高中物理选修3-5课件 氢原子光谱与能级结构课件1
【解析】 (1)谱线对应的 n 越小，波长越长，故当 n＝
动 探
究
3,4 时，氢原子发光所对应的波长最长．
教 学
当 n＝3 时，λ11＝1.10×107×(212－312) m－1
当 堂
方
双
案 设
解得 λ1＝6.5×10－7 m.
基 达
计
标
当 n＝4 时，λ12＝1.10×107×(212－412) m－1
教
课
学
教
玻尔理论对氢光谱的解释
堂 互
法
动
分
析
1.基本知识
探 究
项目
内容
教 学
冲破了能量____连__续__变__化_______的束缚，认为能量
当 堂
方
双
案 设
成功之处 是____量__子__化______的
基 达
计
标
根据量子化能量计算光的_发__射__频率和_吸__收__频率
利用经典力学的方法推导电子轨道半径，是一种
动 探 究
(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？
教
当
学 方 案
【审题指导】
巴尔末公式1λ＝R(212－n12)是反映可见光
堂 双 基
设
达
计 范围内氢原子发光规律的，n 越小对应的波长越长，光子能 标
课 量由 E＝hcλ确定．
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教
互
法 分 析
探 究
原子的发光，A、D 错误；巴尔末公式是由当时已知的可见
鲁科版高中物理选修3-5第2章 第4节 氢原子光谱与能级结构
答案：b 元素和 d 元素
课下综合检测见课时跟踪检测(六)
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
对玻尔的原子理论的评价和议论，不妥当的有
()
A．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建
立奠定了基础
B．玻尔理论的成功之处是引入量子观念
C．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，
如电子轨道的概念
D．玻尔理论是一种半经典的量子论
[思路点拨] 巴尔末公式1λ＝R(212－n12)是反映可见光范围内氢 原子发光规律的，n 越小对应的波长越长，光子能量由 E＝hcλ确定。
解析：(1)谱线对应的 n 越小，波长越长，故当 n＝3,4 时，氢原 子发光所对应的波长最长。
当 n＝3 时，λ11＝1.10×107×(212－312) m－1 解得 λ1＝6.5×10－7 m。 当 n＝4 时，λ12＝1.10×107×(212－412) m－1 解得 λ2＝4.8×10－7 m。
B．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是连续谱
C．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是线光谱
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
分析
解析：此公式是巴尔末研究氢光谱时在可见光区的 4 条谱线中得
到的，由玻尔理论的局限性知，公式只适用于氢光谱的分析，由
于 n 只能取大于等于 3 的整数，则 λ 不能取连续值，故氢原子光
E1 22
，由此可得hν＝－E1(
1 22
－
1 n2
)，由于c
＝λν，所以上式可写成
1 λ
＝
－E1 hc
(
1 22
－
1 n2
)，把这个式子与巴尔末公式
新教材高中物理第4章原子结构第3节光谱与氢原子光谱第4节玻尔原子模型课件鲁科版选择性
角度一 对光谱的理解 【典例 1】 利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组 成成分，关于光谱分析，下列说法正确的是( ) 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
2．氢原子的能级结构、解释氢原子光谱
(1)氢原子的能级结构
①能级：在玻尔的原子模型中，原子只能处于一系列不__连__续__的能
量状态。在每个状态中，原子的能量值都是确__定__的__，各个确定的能量
值称为能级。
1
②氢原子在不同能级上的能量值为：En＝__n_2_E_1_(E1＝－13.6 eV，
n＝1，2，3，…)；相应的电子轨道半径为：rn＝_n_2_r1_(r1＝0.53×10－10 m，
试探究：(1)通过光谱分析可以了解该物质缺乏的是什么元素？ (2)请说出你的依据。 提示：(1)b 元素、d 元素。 (2)依据：由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元 素和 d 元素的谱线在该线状谱中不存在。
1．光谱的分类
2．光谱分析 (1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达 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。
2．能量量子化 (1)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能 量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态。 (2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连 续的。这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，其他的 状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式 En＝n12E1(n＝1，2，3，…)
高三物理总复习 15.2原子结构 氢原子光谱 鲁科版
mr3n ke2
电子的动能 Ekn＝12mv2n＝k2ren2
精选课件
(2)系统的电势能变化可根据库仑力做功来判断： 靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减 小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势 能增加．
精选课件
即时应用
2.氢原子在基态时的能级为E1＝－13.6 eV，其电子的 轨道半径为r1＝0.53×10－10 m，求： (1)电子在第一条轨道上的电势能．
一、α粒子散射实验与原子核式结构模型 1．卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图15－2－ 1)
图15－2－1
精选课件
2．α粒子散射实验的现象
图15－2－2
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方 向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数 α粒子甚至被撞了回来．如图15－2－2所示
精选课件
3．建立核式结构模型的要点 (1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变． (2)汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射． (3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来， 表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、 电量均比它本身大得多的物体的作用． (4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层而运动 方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空 的．原子的质量、电量都集中在体积很小的原子 核上．
精选课件
4．三个原子模型的对比
“枣糕” 模型
实验基础 电子的发现
核式结 卢瑟福的α粒子散射
构型模
实验
玻尔的 原子模 氢原子光谱的研究
型
原子结构
原子是一个球体， 正电荷均匀分布在 整个球内，电子镶
嵌在其中 原子的中心有一个 很小的核，全部正 电荷和几乎全部质 量集中在核内，电
子在核外运动
鲁科物理选修35同步第2章第4节氢原子光谱与能级结构PPT课件
第2章 原子结构
课 三、氢原子光谱
核
前
心
自 主
1．氢原子光谱的特点：(1)从红外区到紫外区呈
要 点
学 案
现多条具有确定___波_长____ (或频率)的谱线；(2)从
突 破
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．
课
知
堂
能
优 化
讲 练
转动而不产生电磁辐射．
训 练
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第2章 原子结构
课 跃 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，吸收(或 核
前 自
迁
辐射)一定__频__率___的光子能量hν，例如，原子
心 要
主 学 案
假 设
从定态E2跃迁到定态E1，辐射的光子能量为 __h_ν_＝__E__2－__E__1 __.
主
点
学 来．提出了量子化的原子模型．
突
案
破
思考感悟
课
1．经典电磁理论解释原子光谱遇到的困难说明 知
堂 互
了什么？
能 优
动
化
讲 提示：这说明从宏观现象中总结出来的经典电磁 训
练 理论不适用于微观现象，必须代之以新的理论
练
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第2章 原子结构
课 前
基本
自 主
假设
内容
核 心 要 点
互
优
动
化
讲
训
练
练
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第2章 原子结构
课
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高中物理·选修3-5·鲁科版
第2章 原子结构
第4节 氢原子光谱与能级结构
• [目标定位] 1.知道氢原子光谱的实验规律， 了解巴尔末公式及里德伯常量.2.理解玻尔理 论对氢原子光谱规律的解释．
预习导学
• 一、氢原子光谱
• 1．氢原子光谱的特点：
• (1)从红外区到紫外区呈现多波长条具有确定
的谱线；
3．巴尔末公式 (1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公 式： 1λ＝R(212－n12) n＝3,4,5…该公式称为巴尔末公式． (2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立 的值．
课堂讲义
4．赖曼线系和帕邢线系：氢原子光谱除了存在巴尔末线系外， 还存在其他一些线系．例如： 赖曼线系(在紫外区)：1λ＝R112－n12(n＝2,3,4，…) 帕邢线系(在红外区)：1λ＝R312－n12(n＝4,5,6，…)
课堂讲义
借题发挥 在计算氢原子发出的某一线系的光的波长时，需首
先明确为哪一线系，选用相应的公式
1 λ
＝R
a12－n12
，n的取值只
能为整数且大于a.
课堂讲义
针对训练1
下列关于巴尔末公式
1 λ
＝R
212－n12
的理解，正确的
是
()
A．此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的
B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续的光谱
课堂讲义
• 【例1】 根据巴尔末公式，指出氢原子光谱 在可见光范围内最长波长和最短波长所对应 的n，并计算其波长．
• 答案 当n＝3时，波长最长为6.55×10－7 m
• 当n＝∞时，波长最短为3.64×10－7 m.
课堂讲义
解析 对应的n越小，波长越长，故当n＝3时，氢原子发光所 对应的波长最长． 当n＝3时，λ11＝1.10×107×212－312 m－1 解得λ1＝6.55×10－7 m. 当n＝∞时，波长最短，1λ＝R212－n12＝R×14， λ＝R4＝1.1×4 107 m＝3.64×10－7 m.
课堂讲义
• 2．成功方面 • (1)运用经典理论和量子化观念确定了氢原
子的各个定态的能量，并由此画出了氢原子 的能级图． • (2)处于激发态的氢原子向低能级跃迁辐射 出光子，辐射光子的能量与实际符合得很好， 由于能级是分立的，辐射光子的波长是不连 续的．
课堂讲义
• (3)导出了巴尔末公式，并从理论上算出了里 德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢 原子的其他谱线系．
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
• 2．玻尔理论的局限性：玻尔理论解释了原光子谱
结构和氢原子 .的关系强度，但无法计算光谱
的
，对于差其别他很元大素更为复杂的光谱，
理论与实验
.
课堂讲义
• 一、氢原子光谱的实验规律 • 1．氢原子的光谱 • 从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图2
－4－1所示．
图2－4－1
课堂讲义
• 2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的 可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离 越来越小，表现出明显的规律性．
• C．巴尔末公式能用来解释所有原子光谱 规律
• D．用巴尔末公式计算出的光谱线均在可
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 11:08:22 AM
B．巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴尔末依据对氢光谱的分析总结出巴尔末公式
D．巴尔末公式准确反映了氢原子所有光谱的波长，其波长
的分立值不是人为规定的
• 答案 C
课堂讲义
• 解析 巴尔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D错误．巴尔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 巴尔末线系，故A、B错误，C正确．
课堂讲义
针对训练2
关于氢原子光谱的巴尔末公式
1 λ
＝R
212－n12
(n＝
3,4,5，…)，下列说法正确的是
()
• A．玻尔理论中氢原子从高能级向n＝2能 级跃迁时，放出的光谱线与巴尔末公式计算 出的光谱线一致
• B．氢原子从n＝2,3,4，…能级向n＝1能级 跃迁时，放出的光谱线亦满足巴尔末公式
越来越小
• (2)从规长律波性到短波，Hα～Hδ等谱线间的距
离
2．巴尔末公式：
1 λ
，＝表R现212－出n1明2 显的(n＝3,4,5，…．)其中R叫
做 里德伯常量 ，其值为R＝1.096 775 81×107 m－1.
预习导学
• 二、玻尔理论对氢原子光谱的解释
• 1．巴尔末系：氢原子从n≥3的能n＝级2跃迁到 的能级得到的线系．
C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是分立
的光谱
D．公式不但适用于氢原子的光谱，也适用于其他原子的光
谱
课堂讲义
• 答案 AC • 解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在
可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢 原子光谱的分析，且n只能取大于等于3的整 数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是分立 的光谱，故A、C对，B、D错．
• (4)能够解释原子光谱，每种原子都有特定的 能级，原子发生跃迁时，每种原子都有自己 的特征谱线，即原子光谱是线状光谱，利用 光谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分．
课堂讲义
【例 2】 氢原子光谱的巴尔末公式是1λ＝R212－n12(n＝
3,4,5，…)，对此，下列说法正确的是
()
A．巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月6日星期 六2021/3/62021/3/62021/3/6
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
•Hale Waihona Puke 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/62021/3/6Marc h 6, 2021
课堂讲义
二、玻尔理论对氢原子光谱的解释 1．理论导出的氢光谱规律：按照玻尔的原子理论，氢原子的电
子从能量较高的轨道n跃迁到能量较低的轨道2时辐射出的 光子能量hν＝En－E2，又En＝EE12，E2＝E221，由此可得hν＝－ E1212－n12，由于ν＝cλ，所以上式可写作1λ＝－hEc1212－n12，此 式与巴尔末公式比较，形式完全一样．由此可知，氢光谱的 巴尔末线系是电子从n＝3,4,5，…等能级跃迁到n＝2的能级 时辐射出来的．
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/62021/3/62021/3/6M ar-216- Mar-21
•
12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
•
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
课堂讲义
• 借题发挥 巴尔末公式的应用方法及注意问 题
• (1)巴尔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时总 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.
第2章 原子结构
第4节 氢原子光谱与能级结构
• [目标定位] 1.知道氢原子光谱的实验规律， 了解巴尔末公式及里德伯常量.2.理解玻尔理 论对氢原子光谱规律的解释．
预习导学
• 一、氢原子光谱
• 1．氢原子光谱的特点：
• (1)从红外区到紫外区呈现多波长条具有确定
的谱线；
3．巴尔末公式 (1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公 式： 1λ＝R(212－n12) n＝3,4,5…该公式称为巴尔末公式． (2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立 的值．
课堂讲义
4．赖曼线系和帕邢线系：氢原子光谱除了存在巴尔末线系外， 还存在其他一些线系．例如： 赖曼线系(在紫外区)：1λ＝R112－n12(n＝2,3,4，…) 帕邢线系(在红外区)：1λ＝R312－n12(n＝4,5,6，…)
课堂讲义
借题发挥 在计算氢原子发出的某一线系的光的波长时，需首
先明确为哪一线系，选用相应的公式
1 λ
＝R
a12－n12
，n的取值只
能为整数且大于a.
课堂讲义
针对训练1
下列关于巴尔末公式
1 λ
＝R
212－n12
的理解，正确的
是
()
A．此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的
B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续的光谱
课堂讲义
• 【例1】 根据巴尔末公式，指出氢原子光谱 在可见光范围内最长波长和最短波长所对应 的n，并计算其波长．
• 答案 当n＝3时，波长最长为6.55×10－7 m
• 当n＝∞时，波长最短为3.64×10－7 m.
课堂讲义
解析 对应的n越小，波长越长，故当n＝3时，氢原子发光所 对应的波长最长． 当n＝3时，λ11＝1.10×107×212－312 m－1 解得λ1＝6.55×10－7 m. 当n＝∞时，波长最短，1λ＝R212－n12＝R×14， λ＝R4＝1.1×4 107 m＝3.64×10－7 m.
课堂讲义
• 2．成功方面 • (1)运用经典理论和量子化观念确定了氢原
子的各个定态的能量，并由此画出了氢原子 的能级图． • (2)处于激发态的氢原子向低能级跃迁辐射 出光子，辐射光子的能量与实际符合得很好， 由于能级是分立的，辐射光子的波长是不连 续的．
课堂讲义
• (3)导出了巴尔末公式，并从理论上算出了里 德伯常量R的值，并很好地解释甚至预言了氢 原子的其他谱线系．
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
• 2．玻尔理论的局限性：玻尔理论解释了原光子谱
结构和氢原子 .的关系强度，但无法计算光谱
的
，对于差其别他很元大素更为复杂的光谱，
理论与实验
.
课堂讲义
• 一、氢原子光谱的实验规律 • 1．氢原子的光谱 • 从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图2
－4－1所示．
图2－4－1
课堂讲义
• 2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的 可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离 越来越小，表现出明显的规律性．
• C．巴尔末公式能用来解释所有原子光谱 规律
• D．用巴尔末公式计算出的光谱线均在可
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 11:08:22 AM
B．巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴尔末依据对氢光谱的分析总结出巴尔末公式
D．巴尔末公式准确反映了氢原子所有光谱的波长，其波长
的分立值不是人为规定的
• 答案 C
课堂讲义
• 解析 巴尔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D错误．巴尔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 巴尔末线系，故A、B错误，C正确．
课堂讲义
针对训练2
关于氢原子光谱的巴尔末公式
1 λ
＝R
212－n12
(n＝
3,4,5，…)，下列说法正确的是
()
• A．玻尔理论中氢原子从高能级向n＝2能 级跃迁时，放出的光谱线与巴尔末公式计算 出的光谱线一致
• B．氢原子从n＝2,3,4，…能级向n＝1能级 跃迁时，放出的光谱线亦满足巴尔末公式
越来越小
• (2)从规长律波性到短波，Hα～Hδ等谱线间的距
离
2．巴尔末公式：
1 λ
，＝表R现212－出n1明2 显的(n＝3,4,5，…．)其中R叫
做 里德伯常量 ，其值为R＝1.096 775 81×107 m－1.
预习导学
• 二、玻尔理论对氢原子光谱的解释
• 1．巴尔末系：氢原子从n≥3的能n＝级2跃迁到 的能级得到的线系．
C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是分立
的光谱
D．公式不但适用于氢原子的光谱，也适用于其他原子的光
谱
课堂讲义
• 答案 AC • 解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在
可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢 原子光谱的分析，且n只能取大于等于3的整 数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是分立 的光谱，故A、C对，B、D错．
• (4)能够解释原子光谱，每种原子都有特定的 能级，原子发生跃迁时，每种原子都有自己 的特征谱线，即原子光谱是线状光谱，利用 光谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分．
课堂讲义
【例 2】 氢原子光谱的巴尔末公式是1λ＝R212－n12(n＝
3,4,5，…)，对此，下列说法正确的是
()
A．巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月6日星期 六2021/3/62021/3/62021/3/6
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
•Hale Waihona Puke 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/62021/3/6Marc h 6, 2021
课堂讲义
二、玻尔理论对氢原子光谱的解释 1．理论导出的氢光谱规律：按照玻尔的原子理论，氢原子的电
子从能量较高的轨道n跃迁到能量较低的轨道2时辐射出的 光子能量hν＝En－E2，又En＝EE12，E2＝E221，由此可得hν＝－ E1212－n12，由于ν＝cλ，所以上式可写作1λ＝－hEc1212－n12，此 式与巴尔末公式比较，形式完全一样．由此可知，氢光谱的 巴尔末线系是电子从n＝3,4,5，…等能级跃迁到n＝2的能级 时辐射出来的．
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/62021/3/62021/3/6M ar-216- Mar-21
•
12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
•
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
课堂讲义
• 借题发挥 巴尔末公式的应用方法及注意问 题
• (1)巴尔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时总 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.