选修3-5第2章第4节 氢原子光谱解析.ppt

α粒子散射的实验使我们知道原子具有核式结构,但电子在核的周围怎样运动?它的能量怎样变化?这些还要通过其他事实认识. 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连续光谱 A 由波长连续分布的光组成的连在一起的光带叫连续光谱。 特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带。 即连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱。 B 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。 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光谱。 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，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，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。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。 （1）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物质的组成成分。这种方法叫做光谱分析。 （2）光谱分析法由基尔霍夫开创的。 （3）优点：灵敏度高。样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。 （4） 同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，明线光谱和吸收光谱中的谱线都是原子的特征光谱，都可以用于光谱分析。 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构。 　轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。而实际上看到的是分立的线状谱。 课堂效果检测： 2 下列说法正确的是： A 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的波长成分的记录，这就是光谱。即光谱与光强度无关。 B 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的波长成分和强度分布记录，这就是光谱。即光谱不仅记录了光的波长分布，还记录了强度分布。 C 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线，这说明了太阳内部缺少对应的元素。 D在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线，这些暗线与某些元素的特征谱线相对应，这说明了太阳大气层内存在对应的元素。 （BD） 3 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n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？ 一 原子光谱 1．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。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光谱 2．原子发出的光是一些不连续的、只有某些特定波长（或频率）的光，因此其光谱是一些分立的亮线，称为原子光谱 3．每种原子都有自己不同于其他原子的原子光谱，因此可以利用原子光谱来鉴别物质、发现新元素，称为光谱分析 二 氢原子光谱 人们研究氢原子发出的光谱，得到了几组可以描述氢原子光谱的波长规律的经验公式 莱曼系（在紫外区）： n = 2，3，4，… 巴尔末系（在可见光区）： n = 3，4，5，… 帕邢系（在近红外区）： n = 4，5，6，… 布喇开系（在红外区）： n = 5，6，7，… 总结以上各式，可用一个通式来表示： 三 经典电磁理论无法解释原子光谱 1．根据经典电磁理论，原子核将是不稳定的： 根据卢瑟福的原子核式结构模型，电子绕核做匀速圆周运动，是有加速度的，按照经典电磁理论，做加速运动的电荷会辐射出电磁波，因此电子的能量将逐渐减少，轨道半径将逐渐减小，于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，发生所谓的“坍塌”，因此，原子是不稳定的，但事实上原子是稳定的 2．根据经典电磁理论，原子光谱应该是包含一切频率的连续光谱： 按照经典电磁理论，电子绕核旋转时辐射的电磁波的频率等于电子绕核做匀速圆周运动的频率，随着电子轨道半径的连续变化，电子绕核运行的频率也连续变化，辐射的电磁波的频率也连续变化，因此，原子发出的光应该是包含一切频率的连续光谱，但事实上原子光谱是不连续的 因此，经典电磁理论在微观世界中已经不适用，人们急需建立新的原子理论 四 波尔对氢原子光谱的解释——玻尔的原子理论 1．玻尔的三个假设： （1）能级假设：原子只能处于一系列符合某种条件的不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然做加速