氢原子光谱ppt课件

光 连续谱 光形成的
谱
光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光
｛ 线状谱 产生条件：稀薄气体发光形成的光谱
（原子光谱） 光谱形式：一些不连续的明线组成，不同
谱
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
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早在17世纪，牛顿就发现了日光通过 三棱镜后的色散现象
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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）的大小及强度顺次排列形成的图 案。
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连续谱：
连续谱： 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？
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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

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 ,
R T (n) n2
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观察氢原子的光谱实验：
1.装置： 氢气光谱管
分光镜
高压发生器
2~3kv
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2、氢气发光时的光谱
光谱特点：
1.不连续，只是些亮线组成 2.不同色，每种颜色对应着一种波长 3.不等距，相邻两种光的波长间距不相同
线状谱：只含有一些不连续的亮线的光谱叫做线谱。 线状谱中的亮线叫谱线，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线状谱。线状谱 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，发射的线状谱也不同，每种原 子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此线状 谱的谱线也叫原子的特征谱线。
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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。
3.发射光谱与吸收光谱的对应关系：
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
1
复习
原子的中心有一 个带正电的原子核， 它集中了原子的全 部正电荷和几乎全 部质量，而电子则 在核外空间绕核旋 转。
2
3
助学目标：
1．通过自主预习，了解光谱的定义和分类。 2．通过自主预习，教师点拨，了解氢原子光谱 的实验规律，知道巴耳末系。 3．通过自主预习，了解经典原子理论的困难。
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

1 n2

n 5,6,7，
个 线 系
普丰特系
1


R
1

52

1 n2

n 6,7，8，
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
红
绿
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巴末耳（瑞士中学数学老师）的研究
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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，看不见）
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
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氢原子光谱的其他线系
紫 外 线 区
莱曼线系
1


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
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。
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三、氢原子光谱
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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。
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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
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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 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。
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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
1 T (m) T (n)

T (m),T (n) 称为光谱项。
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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。