第3節(jié)氫原子光譜

1、 粒子散射的實驗粒子散射的實驗使我們知道原子具有核使我們知道原子具有核式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu), ,但電子在核的周但電子在核的周圍怎樣運動圍怎樣運動? ?它的能量怎它的能量怎樣變化樣變化? ?這些還要通過其這些還要通過其他事實認識他事實認識. . 原子中，電子軌道是怎樣的？是否跟地球繞太陽運行一樣呢？ 早在早在1717世紀，牛頓世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)日光通過三棱鏡就發(fā)現(xiàn)日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的驗中得到的叫叫做做光譜光譜光 譜用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長波長( (頻率頻率) )成分成分和和強度分布強度分布的記錄，的記錄

2、，即即光譜光譜。攝譜儀可以得到光譜的照片攝譜儀可以得到光譜的照片（2 2）發(fā)射光譜可分類：）發(fā)射光譜可分類：連續(xù)譜連續(xù)譜和和線狀譜線狀譜。發(fā)射光譜發(fā)射光譜（1 1）物體）物體發(fā)光發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜發(fā)射光譜。（1 1）連續(xù)光譜連續(xù)光譜 連續(xù)分布連續(xù)分布的包含有從的包含有從紅光紅光到到紫光紫光各種色光的各種色光的光譜叫做光譜叫做。 熾熱的固體、液體和高壓氣體熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾連續(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)光譜熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。（2 2）線狀譜線狀譜

3、只含不連續(xù)的亮線的光譜叫做。線狀譜中的亮線叫譜線,各條譜線對應(yīng)不同波長的光(稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜)線狀譜由游離狀態(tài)的原子發(fā)射也叫原子光譜。(每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此線狀譜的譜線也叫原子的特征譜線)通過攝譜儀觀察到的譜線吸收光譜吸收光譜 物體發(fā)出的白光通過物質(zhì)時，某些波長的光被物物體發(fā)出的白光通過物質(zhì)時，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。 各原子的吸收光譜中每一條暗線都跟該種原子的各原子的吸收光譜中每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。 這表明，這表明，低溫氣

4、體原子吸收的光，恰好就是這種低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光原子在高溫時發(fā)出的光。 因此吸收光譜中的因此吸收光譜中的暗譜線暗譜線，也是，也是原子的特征譜線原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。太陽的光譜是吸收光譜。 光光 譜譜發(fā)射光譜發(fā)射光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：熾熱的固體、液體熾熱的固體、液體和和高壓氣體高壓氣體發(fā)光形成的發(fā)光形成的光譜的形式：光譜的形式：連續(xù)連續(xù)分布，一切波長的光都有分布，一切波長的光都有線狀光譜線狀光譜（原子光譜）（原子光譜）產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光稀薄氣體發(fā)光形成的光譜形

5、成的光譜光譜形式：一些光譜形式：一些不連續(xù)的明線不連續(xù)的明線組成，不同元素的明組成，不同元素的明線光譜不同（又叫特征光譜）線光譜不同（又叫特征光譜）吸收光譜吸收光譜定義定義:連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜連續(xù)光譜中某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件:熾熱的白光通過溫度較白光低熾熱的白光通過溫度較白光低的氣體后的氣體后,再再色散色散形成的形成的光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)光譜形式：用分光鏡觀察時，見到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)一些暗線一些暗線（與（與特征譜線特征譜線相對應(yīng)）相對應(yīng)） 各種光譜的特點及成因：各種光譜的特點及成因：光譜分析：光譜分析： 1 1

6、、光譜分析：由于、光譜分析：由于，因此可以根據(jù)光譜來因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)鑒別物質(zhì)和和確定它的化學(xué)組成確定它的化學(xué)組成。這。這種方法叫做光譜分析。種方法叫做光譜分析。 2 2、光譜分析的的原理：利用、光譜分析的的原理：利用發(fā)射光譜發(fā)射光譜和和吸收光譜吸收光譜。 3 3、光譜分析的優(yōu)點：非常靈敏而且迅速。、光譜分析的優(yōu)點：非常靈敏而且迅速。 4 4、光譜分析的應(yīng)用：鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的、光譜分析的應(yīng)用：鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分組成成分，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)新元素新元素和研究天體的和研究天體的化學(xué)組成化學(xué)組成。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。氫原子光譜221

7、111()3, 4, 5,.2Rnnm7 巴 耳 末 公 式 R=1.1010 里 德 伯 常 量 光譜是由原子內(nèi)部的運動產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。其他譜系其他譜系經(jīng)典理論的困難課堂效果檢測課堂效果檢測：1 1 在實際生活中，我們可以通過光譜分析來鑒別物在實際生活中，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到含量達到1010-10-10g g時就可以被檢測到。那么我們是通時就可以被檢測到。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？分的

8、？A A 連續(xù)譜連續(xù)譜B B 線狀譜線狀譜C C 特征譜線特征譜線D D 任意一種光譜任意一種光譜 （B CB C）2 2 下列說法正確的是：下列說法正確的是：A A 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分的通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分的記錄，這就是光譜。即光譜與光強度無關(guān)。記錄，這就是光譜。即光譜與光強度無關(guān)。B B 通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分和通過光柵或棱鏡可以把光按波長展開，從而獲得光的波長成分和強度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光的波長分布，強度分布記錄，這就是光譜。即光譜不僅記錄了光的波長分布，還記錄了強度分布。還記錄了強度分布。C C 在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了太陽內(nèi)在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這說明了太陽內(nèi)部缺少對應(yīng)的元素。部缺少對應(yīng)的元素。D D在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這些暗線與某些在研究太陽光譜時發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有許多暗線，這些暗線與某些元素的特征譜線相對應(yīng)，這說明了太陽大氣層內(nèi)存在對應(yīng)的元素。元素的特征譜線相對應(yīng)，這說明了太陽大氣層內(nèi)存在對應(yīng)的元素。 （ B D B D ） AC3、練習(xí)練習(xí)4根據(jù)巴耳末公式，指出氫原子光譜