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1、江夏一中 陈 红3 3、 氢原子光谱氢原子光谱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。波速紫光波长最短。波速= =波长波长x x频率。频率。2 2、光的色散：含有多种颜色的光经棱镜或光、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
2、象叫做光的色散。栅被分解为单色光的现象叫做光的色散。3 3、光谱光谱：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。 连续分布连续分布的包含有从红光到的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。炽炽热的固体、液体和高压气体热的固体、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、是连续光谱。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烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。光谱。 连续光谱连续光谱：线状谱：一条条分立的谱线。各原子发光都是线状谱：一
3、条条分立的谱线。各原子发光都是线状谱。说明原子只发出几种特定频率的光。线状谱。说明原子只发出几种特定频率的光。连续谱：连续谱：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的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种
4、原子只能发出具有本身特征的某些波谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。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。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。二、光谱分类：二、光谱分类：1.发射光谱：发射光谱：2.吸收光谱：吸
5、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
6、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
7、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： 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可
8、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的化学组成。这以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。种方法叫做光谱分析。l 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。结构。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23kv氢气光谱管氢气光谱管分光镜分光镜三、氢原子光谱三、氢原子光谱氢原子的巴耳末线系照片 氢原子的光谱图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。红红绿绿巴末
9、耳的研究（瑞士中学数学老师）（瑞士中学数学老师）巴末耳公式氢原子光谱的其他线系氢原子光谱的其他线系莱曼线系 221111nR,4 ,32，n红外区还有三个线系帕邢系221311nR,6 ,5 ,4n布喇开系221411nR，7 ,6 ,5n普丰特系221511nR， 87 ,6n后来发现氢光谱在红外和紫外光区的其它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。谱线也都能满足此类似的关系式。 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：22111nmR其中3 , 2 , 1m, 3, 2, 1mmmn对应一个m构成一个谱线系每一谱线的波数都等于
10、两项的差数,)(2mRmT令2)(nRnT)()(1nTmT)(),(nTmT称为光谱项。 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ACAC1、BCBC2、AC3、课本课本P56P56题题2 22根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的内波长最长的两条谱线所对应的n，它们的波长各是，它们的波长各是什么？氢原子光谱有什么特点？什么？氢原子光谱有什么特点？