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1、氢原子光谱 本讲稿第一页，共十七页早在早在1717世纪，牛顿就发现了日光世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱光谱本讲稿第二页，共十七页平行光管标度管三棱镜观察管分光镜分光镜本讲稿第三页，共十七页分光镜原理分析标度管本讲稿第四页，共十七页一、光谱一、光谱光谱光谱是用光栅或棱镜可以把光按波长展开，是用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光按波长（或频率）成分和强度分布获得光按波长（或频率）成分和强度分布的记录。的记录。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线状光谱线状光谱。（简称连续谱
2、和线状谱）（简称连续谱和线状谱）1.1.发射光谱发射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。本讲稿第五页，共十七页（1）连续光谱）连续光谱定义：由由连续连续分布的一切波长的光组成的，这种光谱分布的一切波长的光组成的，这种光谱叫做叫做连续光谱连续光谱产生：产生：炽热的固体、液体及高压气体发射炽热的固体、液体及高压气体发射的光谱的光谱例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光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光谱。都形成连续光谱。本讲稿第六页，共十七页（2）线状谱：）线状谱：定义：只含有一些定义：只含有一些不连续的亮线不连续的亮线的光谱
3、叫做线状谱。线状谱的光谱叫做线状谱。线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。产生：产生：稀薄气体或金属蒸气的发射光谱稀薄气体或金属蒸气的发射光谱是明线光谱。是明线光谱。线状谱是线状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。高压电源高压电源光谱管光谱管本讲稿第七页，共十七页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，线状线状谱的谱线也叫原子的特征谱线。谱的谱线也叫原子的特征谱线。本讲稿第八页，共十七页2.吸收光谱吸收光谱定义：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的
4、一定义：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，切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱产生的光谱，叫做吸收光谱。实验表明，实验表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子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。在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线与因此吸收光谱中的暗谱线与明线相明线相对应对应，也是原子的特征谱线。，也是原子的特征谱线。产生：产生：太阳的光谱是吸收光谱。太阳的光谱是吸收光谱。本讲稿第九页，共十七页氢 气 的 吸 收 光 谱氢气本讲稿第十页，共十七页吸吸 收收 光光 谱谱钠蒸气光谱
5、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。本讲稿第十一页，共十七页本讲稿第十二页，共十七页 光光 谱谱发发射射光光谱谱定义：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、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发发 光形光形成的成的光谱的形式：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：稀薄气体发光稀薄气体发光形成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
6、连续的明线组成，不同元素组成，不同元素的明线光谱不同（又叫特征光谱）的明线光谱不同（又叫特征光谱）吸吸收收光光谱谱定义：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：产生条件：炽热的白光通过温度较白光低炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再的气体后，再色色散散形成的形成的光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现现一些暗线一些暗线（与（与特征谱线特征谱线相对应）相对应）各种光谱的特点及成因：本讲稿第十三页，共十七页（4）光谱分析）光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据由
7、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。这种方法叫做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。光谱分析。l 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续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结结构。性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结结构。研究太阳研究太阳高层大气高层大气层所含元层所含元素素本讲稿第十四页，共十七页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。二、氢原子光谱二、氢原子光谱本讲稿第十五页，共十七页氢原子光谱的其他氢原子光谱的其他线系线系莱曼线系莱曼线系 红红外外区区还还有有三三个个线线系系帕邢系帕邢系布喇开系布喇开系普丰特系普丰特系紫紫外外线线区区本讲稿第十六页，共十七页三、卢瑟福模型的困难三、卢瑟福模型的困难三、卢瑟福模型的困难三、卢瑟福模型的困难原子核式结构模型原子核式结构模型与与经典电磁理论经典电磁理论的矛盾的矛盾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原子光谱是线状谱原子光谱是线状谱卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。本讲稿第十七页，共十七页