氢原子光谱

复习 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 汤姆生通过阴极射线管 发现了电子并测出其荷质比 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 18 3氢原子光谱 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 助学目标 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 的大小及强度顺次排列形成的图案 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 连续谱 是否所有物质发的光都是这样的光谱 连续谱 观察氢原子的光谱实验 1 装置 高压发生器 2 3kv 氢气光谱管 分光镜 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 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 发射光谱可分为两类 连续谱和线状谱 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 2 吸收光谱 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 特点 在连续谱上缺失了某些成份的光 3 发射光谱与吸收光谱的对应关系 此光谱图有何特点 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 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 线状谱 原子光谱 产生条件 稀薄气体发光形成的光谱 光谱形式 一些不连续的明线组成 不同元素的明线光谱不同 又叫特征光谱 吸收光谱 定义 连续光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 见到连续光谱背景上出现一些暗线 与特征谱线相对应 各种光谱的特点及成因 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 氢原子是最简单的原子 其光谱也最简单 三 氢原子光谱 巴末耳 瑞士中学数学老师 的研究 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 氢原子光谱的其他线系 莱曼线系 红外区还有三个线系 帕邢系 布喇开系 普丰特系 紫外线区 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 其中 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 称为光谱项 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 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 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