4.4 氢原子光谱和波尔的原子模型-2021-2022学年高二物理 课件（人教版2019选择性必修第三册）

第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

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1.发射光谱:物体发光直接产生的光谱第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

平行光管标度管三棱镜观察管研究光谱的仪器：分光镜标度管分光镜连续光谱:

例:白炽灯丝、烛焰、炽热的钢水发出的光由连续分布的一切波长的光组成产生条件：炽热的固、液和高压气体发光形成的一、光谱1.发射光谱:物体发光直接产生的光谱第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

高压电源光谱管稀薄氢气线状光谱:

只含有一些不连续的亮线的光谱产生条件：稀薄气体或金属蒸气发光形成的连续光谱:

由连续分布的一切波长的光组成1.发射光谱:物体发光直接产生的光谱一、光谱第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

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原子的特征谱线。氢气钠蒸气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的特征谱线相对应。注意：1.气体原子吸收的光，恰好就是这种原子发出的光高温物体发出的白光通过较低温度稀薄气体时，2.吸收光谱:

某些波长的光被稀薄气体吸收后产生的光谱2.太阳的光谱是吸收光谱。1.发射光谱:物体发光直接产生的光谱一、光谱太阳光谱放大太阳的光谱，发现其中有很多暗线第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

连续光谱H的发射光谱钠的发射光谱钠的吸收光谱各种光谱太阳的吸收光谱太阳的光谱中为什么会有这些吸收光谱的暗线呢？人们很快意识到：太阳发出的是连续光谱，在经过太阳高空的稀薄大气层时肯定就被吸收了。这样人们就知道太阳表面大气层含有什么元素了。人类从此掌握了研究星空的钥匙。但是这样人类仍然不知道恒星内部有什么元素？通过对光谱得深入分析最终发现恒星的主要构成元素3.光谱分析:根据原子光谱鉴别物质的化学组成。

钠的发射光谱钠的吸收光谱2.吸收光谱:1.发射光谱:一、光谱原子为什么会发光呢？电子绕原子核旋转，自然向外辐射电磁场，其中氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。蒸气的发射光谱或吸收光谱又叫原子光谱第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

二、氢原子光谱1.巴耳末系：适合可见光的四条谱线及紫外部分谱线一、光谱

思考：波长最长的n=？波长最短的n=？38n=2.3.4....第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

二、氢原子光谱1.巴耳末系：一、光谱2.莱曼线系：

帕邢系布喇开系普丰特系适合可见光的四条谱线及紫外部分谱线紫外线区

3.红外线系：

第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

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。为什么氢原子只能发出特定波长（频率）的光呢？它为什么不能发出全部频率的连续光谱呢？+为什么氢原子只能发出特定波长（频率）的光呢？它为什么不能发出全部频率的连续光谱呢？按照经典电磁理论，电子绕核旋转，向外辐射电磁波，能量会减小。从而造成原子不稳定，并在这个过程中发出各种频率的光这说明经典的核式结构也是有问题的有问题怎么办？自圆其说开始N.波尔(1885-1962)丹麦物理学家.1913年玻尔提出了自己的原子结构假说。1922年获诺贝尔物理学奖三、玻尔原子结构假说第4节氢原子光谱和波尔的原子模型

二、氢原子光谱一、光谱+r1r2r33.轨道跃迁假设：若吸收光子，由低轨到高轨，高轨能量高，不稳定。容易回到低轨道，从而放出光子。2.能量量子化：在相应的轨道电子不辐射能量。原子在不同的轨道具有不同的能量。1.轨道量子化:轨道半径只能是某些分立的数值。三、玻尔原子结构假说光子玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．四、氢原子结构模型+r1r2r33.能级：氢原子的各个稳定状态的能量值，叫它的能级。4.基态：电子处在最低能级时叫处于基态。5.激发态：除基态以外的能量较高的其他能级注意：En=Ek+EP随着r增大：En=Ek+EP三、玻尔原子结构假说+r1r2r3五、氢原子能级图：－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE∞大量处于n=3能级的氢原子最多能辐射出几种光？大量处于n=4能级的氢原子最多能辐射出几种光？一个处于n=4能级的氢原子最多能辐射出几种光？3种6种3种1.大量n能级：2.一个n能级：n-1种五、氢原子能级图：－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE∞大量处于n=3能级的氢原子最多能辐射出几种光？大量处于n=4能级的氢原子最多能辐射出几种光？一个处于n=4能级的氢原子最多能辐射出几种光？3种6种3种1.大量n能级：2.一个n能级：n-1种3.入射光子能量必须等于两个能级差才能被吸收，入射电子能量大于两个能级差也能被吸收，4.如果大于使氢原子电离的入射光子能量也能被吸收玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，不仅解释了当时已发现的氢原子光谱，还预言了一些尚未被发现的氢原子产生的光谱。N.波尔(1885-1962)丹麦物理学家。哥本哈根学派创始人。1922年获诺贝尔物理学奖

但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。电子云n=1n=2

由于波尔在量子力学开创性的工作，使他周围聚集了一大批天才物理学家，他们一起在哥本哈根大学做量子力学方面的研究。由此形成了一个学派：哥布哈根学派。为首的是丹麦著名物理学家尼尔斯*玻尔，玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等是这个学派的主要成员.并且它对量子力学的解释被称为量子力学的“正统解释”.N.波尔(1885-1962)丹麦物理学家。哥本哈根学派创始人。1922年获诺贝尔物理学奖

光谱发射光谱定义：由发光体直接产生的光谱连续光谱｛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：课堂练习1、关于光谱，下列说法中正确的是(

)A、炽热的液体发射连续光谱

B、线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析C、太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D、发射光谱一定是连续光谱AB2.对于巴耳末公式的理解，下列说法正确的是（

）

A、此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的

B、此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的

C、此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱

D、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱AC3、对于原子光谱，下列说法正确是（

）

A、原子光谱是不连续的

B、由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的