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3　氢原子光谱课程导入｜教案在线预览

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关键词：3　氢原子光谱课程导入

正文

氢原子光谱

知识点

一、光谱

1、定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

2、线状谱：只含有一些不连续的(分立的)亮线的光谱，叫做线状谱。线状谱中的亮线叫做谱线。

线状谱线的产生：由稀薄的气体或金属蒸气（即处于游离态下的原子）发光而产生的。

3、连续谱：有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，叫做连续光谱。

连续谱的产生：由炽热的固体、液体和高压气体发光而产生的光谱。

4、原子的特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线。

5、光谱分析：各种元素的原子都有自己的特征谱线，如果某种物质的线状谱中出现了某种元素的特征谱线，表明该物质中含有这种元素的成分，这种对物质进行化学组成的分析和鉴别的方法称为光谱分析。它的优点是灵敏度高。

二、氢原子光谱的实验规律

1、实验装置：气体放电管

2、氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。

3、1885年巴尔末由大量的实验数据分析，在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式（巴尔末公式）表示：1式中R叫做里德伯常量，实验测得R＝1.10×107 m1，n为大于等于3的整数。这个公－R(11)

n=3，4，5，…

222n式确定的一组谱线称为巴耳末系，后来在氢原子光谱中的紫外区和红外区又发现了另外一些谱线，他们的谱线都满足与巴尔末公式类似的关系。巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值。巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征。

三、经典理论的困难

按照经典理论原子是不稳定的，原子发光的光谱应为连续谱，事实上原子是稳定的而且发光的光谱为线状谱。

（1）

按照卢瑟福的核式结构模型，核外电子受到原子核的引力作用，不可能是静止的，它一定以一定的速度绕核转动，既然电子在运动，它的电磁场就在变化，而变化的电磁场会激发电磁波，也就是说，它将自己绕核转动的能量以电磁波的形式辐射出去。因此，电子绕核转动这个系统是不稳定的，电子会失去能量，最后一头栽到原子核上。但事实不是这样的，原子是一个很稳定的系统。

（2）

根据经典电磁理论，电子辐射的电磁波的频率，就是它绕核转动的频率。电子越转能量越小，它离核就越来越近，转得也越来越快。这个变化是连续的，也就是说，我们应该看到原子辐射的各种频率(波长)的光，即原子的光谱应该总是连续的；而实际上看到的是分立的线状谱。

这些矛盾说明，尽管经典物理学可以很好的应用于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，引入新观念是必要的。

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