3　氢原子光谱优质课教案设计

第三节 氢原子光谱

教学过程：

引入：上节课我们学习了α粒子散射实验，使我们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。

新课：

1、光谱

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（多媒体展示光的色散动画

）

光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录

（展示几种光谱图片）

观察下面几种光谱，比较有何异同？

第一条：连续的光带，我们叫做连续谱

。

第二条：线状的亮线，我们叫做线状谱

。

第三条：线状的暗线，我们叫做吸收谱

。

既然有这么多种光谱，那我们就来了解一下光谱的特点及成因

①发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱

发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱

连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光

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。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。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，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。

②吸收光谱

高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过温度较低的物质时，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。

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投影各种光谱的特点及成因知识结构图：

定义：由发光体直接产生的光谱

产生条件：炽热的固体、液体、高压气体发光形成的

连续谱

发射光谱

光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有

产生条件：稀薄气体发光形成的光谱

线状光谱

（原子光谱）光谱的形式：一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同(特征谱线)

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：炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的

吸收光谱



光谱形式：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）

③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。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

光谱分析的利用（展示）

2、氢原子光谱的实验规律

氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单

实验装置的介绍：玻璃管中稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。当玻璃管中充入氢气时，就可以获得氢原子光谱图。

产生的光谱图样描述：

氢原子的光谱

1R(11)

n=3

4

5

------ 22n2

107m-1

里德伯常量

巴耳末公式R=1.0×

1.只有几种特定频率的光

2.光谱是一些分立的亮线

对可见光的每一条谱线的波长计算以及对公式的理解：

2

N值的含义、里德伯常量、巴耳末系以及适用区域等

氢原子光谱的其他线系即推广：

n1n2111推广：R(2/2)n3nnn4n5

年由莱曼发现，称为莱曼系1914年巴尔末发现，称为巴尔末系1885年由帕刑发现，称为帕刑系19081922年布拉开发现，称为布拉开系年普丰德发现，称为普丰德系1924

其中，n=4、5、6、n/=7以上的谱系都是后来由哈姆泼雷斯发现的

3、经典理论的困难

展示7个思考题，让学生在阅读的同时思考问题

卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律

按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。事实上原子是个很稳定的系统

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。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线

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