高二物理選修3-5-18.3-氫原子光譜-LIppt課件

1、粒子散射的實(shí)驗(yàn)使我們知道原子具有核式結(jié)構(gòu)，但電子在核的周圍怎樣運(yùn)動(dòng)？它的能量怎樣變化？這些還要通過其他事實(shí)來認(rèn)識(shí),早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜,一、光譜 用光柵或棱鏡把光按波長(zhǎng)分開，得到光的波長(zhǎng)（頻率）成分和強(qiáng)度分布的記錄，叫光譜。（有時(shí)只記錄波長(zhǎng)成分） 光譜分為發(fā)射光譜和吸收光譜。 1、發(fā)射光譜 1）物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫發(fā)射光譜 2）發(fā)射光譜可分為連續(xù)光譜、明線光譜,連續(xù)光譜,由連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光組成的光譜叫做連續(xù)光譜。 熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜是連續(xù)光譜， 例如：白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光

2、譜,明線光譜 只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光。 稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。 明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，也叫原子光譜,每種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長(zhǎng)的光，明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線,2、吸收光譜,高溫物體發(fā)出的白光（連續(xù)光譜）通過物質(zhì)時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。 發(fā)現(xiàn)：各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對(duì)應(yīng)。 表明：吸收光譜也是原子的特征譜線。 太陽光譜是吸收光譜,連續(xù)光譜,H 的發(fā)射光譜,鈉的發(fā)射光譜,鈉的吸收光譜,太陽的吸收光譜,平行光

3、管,標(biāo)度管,三棱鏡,觀察管,分光鏡,吸 收 光 譜,鈉蒸氣,光譜中產(chǎn)生的一組暗線，每條 暗線的波長(zhǎng)都跟那種氣體原子 的特征譜線相對(duì)應(yīng),原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu),光 譜,發(fā)射光譜,定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜,連續(xù)光譜,產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體和高壓氣體 發(fā)光形成的,光譜的形式：連續(xù)分布，一切波長(zhǎng)的光都有,線狀光譜,原子光譜,產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光形成的光譜,光譜形式：由不連續(xù)的明線組成，不同元素的明線光譜不同（又叫特征光譜,吸收光譜,定義：連續(xù)光譜中某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的 光譜,產(chǎn)生條件：熾熱的白光通過溫度比白光低的氣體后， 再

4、色散形成的,光譜形式：用分光鏡觀察時(shí)，見到連續(xù)光譜背景上出 現(xiàn)一些暗線（與特征譜線相對(duì)應(yīng),3、總結(jié)各種光譜的特點(diǎn)及成因,4、光譜分析 1）由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。這種方法叫做光譜分析。 2）光譜分析法由基爾霍夫開創(chuàng)。 3）優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高。樣本中一種元素的含量達(dá)到10-10g時(shí)就可以被檢測(cè)到。 因此光譜分析可以用來確定樣品中包含哪些元素，這種方法非常靈敏，利用光譜還能確定遙遠(yuǎn)星球的物質(zhì)成分,漆碗：第三文化層（距今65006000年） 利用紅外光分析其表面，其光譜圖和馬王堆漢墓出土漆皮的裂解光譜圖相似,X射線照射激發(fā)熒光，通過分析熒光判斷越王

5、勾踐寶劍的成分,觀察光譜實(shí)驗(yàn),氣體放電管： 玻璃管中稀薄氣體的分子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)電離，成為自由移動(dòng)的正負(fù)電荷，于是氣體變成導(dǎo)體，導(dǎo)電時(shí)會(huì)發(fā)光。這樣的裝置叫做氣體放電管,氫原子是最簡(jiǎn)單的原子，其光譜也最簡(jiǎn)單,二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,1885年，巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的，在可見光區(qū)的4條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)可以用一個(gè)公式表示,除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個(gè)光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式,巴耳末公式,氫原子光譜的其他線系,萊曼線系,紅外區(qū)還有三個(gè)線系,帕邢系,布喇開系,普豐特系,紫外線區(qū),核外電子繞核運(yùn)動(dòng),事實(shí)上：原子是穩(wěn)定的、原子光譜是線狀譜,三、經(jīng)典物理的

6、困難,盧瑟福原子核式模型很好地解釋了粒子散射實(shí)驗(yàn)。但是，由經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征,1、在實(shí)際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分。例如某樣本中一種元素的含量達(dá)到10-10g時(shí)就可以被檢測(cè)到。那么我們是通過分析下列哪種譜線來鑒別物質(zhì)和物質(zhì)的組成成分的（ ） A 連續(xù)譜 B 線狀譜 C 特征譜線 D 任意一種光譜,BC,2、下列說法正確的是（ ） A、通過光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開，從而獲得光的波長(zhǎng)成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強(qiáng)度無關(guān)。 B、通過光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開，從而獲得光的波長(zhǎng)成分和強(qiáng)度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光的波長(zhǎng)分布，還記錄了強(qiáng)度分布。 C、在研究太陽光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了太陽內(nèi)部缺少對(duì)應(yīng)的元素。 D、在研究太陽光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線