氢原子光谱的实验规律

1、 第三节第三节 氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律 早在早在1717世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的的色散现象，并把实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱。光谱。光谱光谱是是电磁辐射电磁辐射（不论是在可（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。有时只是波长成分的记录。光谱分为光谱分为发射光谱发射光谱和和吸收光谱吸收光谱。发射光谱可分为两类：发射光谱可分为两类：连续光谱连续光谱和和明线光谱明线光谱。1.1.发射光谱：发射光

2、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发射光谱。光谱。（1 1）连续光谱：）连续光谱：由由连续分布的一切波长连续分布的一切波长的光组成的。的光组成的。炽热的固体炽热的固体、液体液体及及高压气体高压气体的光谱是连续光谱。的光谱是连续光谱。例如：例如：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。的光都形成连续光谱。（2 2）明线光谱：）明线光谱：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叫做明线光的光谱叫做明线光谱。明线光谱是谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的由游离状态的原子发射的，也叫，也叫原子光谱原子光谱。明明

3、线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。稀薄气稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。是明线光谱。410nm434nm486nm656nm 各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线光谱的谱线也叫明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线原子的特征谱线。2.2.吸收光谱：吸收光谱：高温物体发出的白光（其中包含连续分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，布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收后

4、产生的光谱，叫做吸收光谱吸收光谱。钠蒸气 实验表明，实验表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原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。子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线因此吸收光谱中的暗谱线与与明线明线光谱的谱线光谱的谱线相对应相对应。另外，。另外，太阳的光谱是吸收光谱。太阳的光谱是吸收光谱。光谱中产生的一组暗线，每条光谱中产生的一组暗线，每条暗线的波长都跟那种气体原子暗线的波长都跟那种气体原子的特征谱线相对应。的特征谱线相对应。3. .光谱分析光谱分析 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

5、的化学组成。这种方法叫做来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析光谱分析。 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以所以光谱分析也可以用于探索原子的结构光谱分析也可以用于探索原子的结构。光光 谱谱发射光谱发射光谱定义：定义：由发光体直接产生的光谱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、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发光形成的发光形成的光谱的形式：光谱的形式：连续连续分布，一切波长的光都有分布，一切波长的光都有明线光谱明线光谱（原子光谱）（原子光谱）产生条件：产生条件：稀薄气体发光稀薄气体发光形成

6、的光谱形成的光谱光谱形式：一些光谱形式：一些不连续的明线不连续的明线组成，不同元素的明组成，不同元素的明线光谱不同（又叫线光谱不同（又叫原子特征光谱原子特征光谱）吸收光谱吸收光谱定义：定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱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：产生条件：炽热的白光通过温度较低炽热的白光通过温度较低的气体后，再的气体后，再色散色散形形成的成的光谱形式：光谱形式：连续光谱背景上出现连续光谱背景上出现一些暗线一些暗线（与（与原子特征谱线原子特征谱线相对应）相对应） 各种光谱的特点及成因各种光谱的特点及成因氢放电管23 kV光阑全息干板 三棱镜（或光栅）光

7、源二、氢原子光谱二、氢原子光谱1. 1. 氢原子光谱的规律性氢原子光谱的规律性 1 1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光可见光部分部分的规律的规律, 5 , 4 , 3,nm246.365222nnn 1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式,4, 3 ,2, 1nnf, 3,2, 1fffinnnn)11(122ifnnR波数波数 里德伯常量里德伯常量 17m10096775. 1R莱曼系莱曼系, 3 , 2, )111(122nnR紫外紫外, 4 , 3, )121(122nnR巴尔末系巴尔末系可见光可见光, 5 , 4, )131(122nnR帕邢系帕邢系, 6 , 5, )141(122nnR布喇开系