183氢原子光谱 优质课件[文字可编辑].ppt

18.3 《氢原子光谱》 α粒子散射的实验使我们知道原 子具有核式结构 , 但电子在核的周 围怎样运动 ? 它的能量怎样变化 ? 这些还要通过其他事实认识 . 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 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得 光的波长（频率）成分和强度分布的记录， 即 光谱 。有时只是波长成分的记录。 （ 2 ）分类：发射光谱可分类： 连续谱 和 线状谱 。 1. 发射光谱 （ 1 ）定义：物体发光直接产生的光谱 叫做 发射光谱。 ①连续谱 A 由波长连续分布的光组成的连在一起的光 带叫连续谱。 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谱 。 ② 线状谱 A 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。 B 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。 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。 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 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。 2 吸收光谱 光 谱 发 射 光 谱 定义：由发光体直接产生的光谱 连续谱 ｛ 产生条件： 炽热的固体、液体 和 高压气体 发光形成的 光谱的形式： 连续 分布，一切波长的光都有 线状光谱 ｛ （原子光谱） 产生条件： 稀薄气体、金属蒸气发光 形成的光谱 光谱形式：一些 不连续的明线 组成，不同 元素的线状谱不同（又叫特征光谱） 吸 收 光 谱 定义：连续谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光 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，见到连续谱背景上出 现 一些暗线 （与 特征谱线 相对应） 3 小结 ： 各种光谱的特点及成因： （ 1 ） 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物质 的组成成分。这种方法叫做光谱分析。 （ 2 ）光谱分析法由基尔霍夫开创的。 （ 3 ）优点：灵敏度高。 样本中一种元素的 含量达到 10 -10 g 时就可以被检测到。 （ 4 ） 同种物质吸收光谱中的暗线与它线状 谱中的明线相对应，线状谱和吸收光谱中 的谱线都是原子的特征光谱，都可以用于 光谱分析。 4 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。 氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。 二、氢原子光谱的实验规律 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。 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。 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： 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。 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。 三、经典理论的困难