精品课件物理选修3-5(图文)氢原子光谱

1、1.汤姆生通过研究阴极射线，发现了电子并测汤姆生通过研究阴极射线，发现了电子并测 出其荷质比。出其荷质比。 2. 一一. .光谱光谱 早在早在1717世纪，牛顿就发现了日光通过三世纪，牛顿就发现了日光通过三 棱镜后的色散现象棱镜后的色散现象 1 1、光的颜色由波长决定：光的颜色由波长决定：不同颜色的光，不同颜色的光， 波长不同，红光波长最长（频率最小），波长不同，红光波长最长（频率最小），h h 紫光波长最短。紫光波长最短。 2 2、光的色散：含有多种颜色的光经棱镜或光栅、光的色散：含有多种颜色的光经棱镜或光栅 被分解为单色光的现象叫做光的色散。被分解为单色光的现象叫做光的色散。 3 3、光谱

2、光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种：含有多种颜色的光被分解后，各种 单色光按波长大小依次排列的图案。单色光按波长大小依次排列的图案。 二、光谱分类：二、光谱分类： 包含：包含：连续光谱连续光谱和和线状谱（明线光谱）线状谱（明线光谱）。 物体发光直接产生的光谱叫做物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱。 1.发射光谱：发射光谱： 连续光谱连续光谱： 连续分布连续分布的包含有从红光到紫光各种的包含有从红光到紫光各种 颜色光的光谱叫做连续光谱。颜色光的光谱叫做连续光谱。 炽热的固体、液体和高压气体炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱的发射光谱 是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛是连续光谱。

3、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。焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。 连续谱：连续谱： 线状谱：线状谱：只含有一些只含有一些不连续的亮线不连续的亮线的光谱。的光谱。 产生条件：处于游离状态的原子发射的，产生条件：处于游离状态的原子发射的， 也称为也称为“原子光谱原子光谱”。 如：如：稀薄气体稀薄气体或或金属的蒸气金属的蒸气的发射光谱的发射光谱 线状谱的特点：线状谱的特点： 1.不连续，只是些不连续，只是些亮线亮线组成组成 2.不同色，每种颜色对应着一种波长不同色，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不等距，相邻两种光的波长间距不相同

4、二、光谱分类：二、光谱分类： 2.吸收光谱：吸收光谱： 成因：成因：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切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，波长的光）通过物质时，某些波长某些波长的光的光被物质吸收被物质吸收后产后产 生的光谱，叫做吸收光谱。生的光谱，叫做吸收光谱。 特点：特点：在连续光谱上在连续光谱上 缺失了某些成份的光缺失了某些成份的光 3.发射光谱与吸收光谱的对应关系：发射光谱与吸收光谱的对应关系： 此光谱图有何特点？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

5、明线相对应。这表明，子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体低温气体 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。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。太阳的光谱是吸收光谱。 光光 谱 谱 发射光谱发射光谱 定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱 连续光谱连续光谱 产生条件：产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发炽热的固体、液体和高压气体发 光形成的光形成的 光谱的形式：光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有连续分布，一切波长的光都有 线状光谱

6、线状光谱 （原子光谱）（原子光谱） 产生条件：产生条件：稀薄气体发光形成的光谱稀薄气体发光形成的光谱 光谱形式：光谱形式：一些不连续的明线组成，不同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）元素的明线光谱不同（又叫特征光谱） 吸收光谱吸收光谱 定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 光谱光谱 产生条件：产生条件：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，炽热的白光通过温度较白光低的气体后， 再色散形成的再色散形成的 光谱形式：光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上用分光镜观察时，见到连续光谱背景上 出现一些暗线（与特征谱

7、线相对应）出现一些暗线（与特征谱线相对应） 各种光谱的特点及成因： 每种原子都有自己特定的线状谱。每种原子都有自己特定的线状谱。 不同的原子，其原子光谱不同不同的原子，其原子光谱不同原子的原子的“指纹指纹” 因此可以根据光谱来因此可以根据光谱来鉴别物质鉴别物质和确定的和确定的化学组成化学组成。 这种方法叫做光谱分析。这种方法叫做光谱分析。 优点：非常灵敏且迅速。优点：非常灵敏且迅速。 如：某种元素在物质中如：某种元素在物质中 含量仅有含量仅有10-10g，也可以，也可以 从光谱分析中查出。从光谱分析中查出。 观察氢原子的光谱实验：观察氢原子的光谱实验： 1.装置：装置： 高压发生器高压发生器2

8、3kv 氢气光谱管氢气光谱管 分光镜分光镜 氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。 三、氢原子光谱三、氢原子光谱 红红 绿绿 22 1 111 ()3,4,5,6. 2 Rn n m 7 巴耳末公式 R=1.097 10里德伯常量 巴末耳（瑞士中学数学老师）的研究巴末耳（瑞士中学数学老师）的研究 后来发现氢光谱在红外和紫外光区的后来发现氢光谱在红外和紫外光区的 其它谱线也都能满足此类似的关系式。其它谱线也都能满足此类似的关系式。 1 1、矛盾一：、矛盾一： 2 2、矛盾二：、矛盾二： 四、 四、 经典理论的困难经典理论的困难 无法解释无法解释原子的稳定性原子的稳定性 无法解释无法解释原子光谱的分立性原子光谱的分立性 核外电子绕核运动核外电子绕核运动 辐射电磁波辐射电磁波 电子轨道半径连续变小电子轨道半径连续变小 原子不稳定原子不稳定辐射电磁波频率连续变化辐射电磁波频率连续变化 事实上：事实上： 原子是稳定的原子是稳定的 辐射电磁波频率只是辐射电磁波频率只是 某些确定值某些确定值 ACAC 1、 BCBC2、 AC 3