人教版高中物理选修氢原子光谱课件.ppt

1、历史回顾:原子模型三步曲-1897年汤姆孙发现电子，1903年提出原子结构的经典模型:“葡萄干面包”模型（西瓜模型）1911年：卢瑟福在 粒子散射实验基础上提出原子结构的有核模型（行星模型）。巴尔末系6562.8 4861.3 4340.5 4101.7 HHHH复习复习实验结果实验结果绝大多数的粒子沿绝大多数的粒子沿着原来方向前进着原来方向前进少数粒子发生较大少数粒子发生较大偏转偏转极少数偏转超过极少数偏转超过90度度极个别几乎达到极个别几乎达到180度度汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质比。质比。复习复习原子的中心有一个原子的中心有一个带

2、正电的原子核，带正电的原子核，它几乎集中了原子它几乎集中了原子的全部质量，而电的全部质量，而电子则在核外空间绕子则在核外空间绕核旋转。核旋转。粒子的散射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？早在早在1717世纪，世纪，牛顿就发现牛顿就发现了日光通过了日光通过三棱镜后的三棱镜后的色散现象，色散现象，并把实验中并把实验中得到的得到的彩色彩色光带光带叫做叫做光光谱。谱。一、光谱一、光谱1 1、光谱的定义：、光谱的定义：光按波长展开，获得光按波长和强度分布的光按波长展开，获得光按波长和强度分布的记录。记录。2 2、光谱的分类：、光谱的分类：1 1）发射光谱）发射光

3、谱2 2）吸收光谱）吸收光谱连续谱连续谱线状谱线状谱 整个光谱区域都是亮的。整个光谱区域都是亮的。炽热的固体、液体及高压气体炽热的固体、液体及高压气体.（如白炽灯丝、烛焰、炽热的钢水发出的光）（如白炽灯丝、烛焰、炽热的钢水发出的光）一、光谱一、光谱3.3.发射光谱：发射光谱：（1 1）连续光谱（连续谱）连续光谱（连续谱）定义：定义：产生：产生：物体发光直接产生的光谱。物体发光直接产生的光谱。由连续分布的含一切波长的光组成的光谱。由连续分布的含一切波长的光组成的光谱。（2 2）线状线状光谱（光谱（线状谱）线状谱）特点特点：(2)(2)线状光谱线状光谱定义：定义：只含一些不连续亮线的光谱。只含一些

4、不连续亮线的光谱。特点：特点：原子不同，发射的线状光谱也不同；（每种原子不同，发射的线状光谱也不同；（每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光原子只能发出具有本身特征的某些波长的光)（原子光谱、特征光谱）（原子光谱、特征光谱）产生：产生：游离态的原子、稀薄气体或金游离态的原子、稀薄气体或金属的蒸汽。属的蒸汽。几种常见的原子的原子光谱：几种常见的原子的原子光谱：每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子光谱均不同原子，其原子光谱均不同4.吸收光谱吸收光谱1)1)定义：定义：白光通过物质时，一些频率的光被吸白光通过物质时，一些频率的光被吸收后在连续光

5、谱上出现一些暗线。收后在连续光谱上出现一些暗线。产生：产生：人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱4.吸收光谱吸收光谱 各种原子的吸收光谱中的每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的线状一条暗线，都跟该种原子的发射的线状光谱相对应。光谱相对应。特点：特点：人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱吸吸 收收 光光 谱谱人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱吸吸 收收 光光 谱谱人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱气体放电管气体放电管光光谱谱分分析析仪仪金

6、属导杆金属导杆感应圈感应圈电源电源二、氢原子光谱实验规律二、氢原子光谱实验规律人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱光是原子内部电子的运动产生的光是原子内部电子的运动产生的,因此光谱分析因此光谱分析也可以用于也可以用于探索原子的结构探索原子的结构.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。人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱三、氢原子光谱三、氢原子光谱 可见光区人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱22111()3,4,5,.2Rnn 18851885年年,巴耳末对当时已知的巴耳末对当时已知的,在在可见光

7、区可见光区的的4 4条条谱线作了分析谱线作了分析,发现这些谱线的波长可以用一个发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：公式表示：1m7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量n n的两层含义：的两层含义：第一：每一个第一：每一个n n值分别对应一条谱线。值分别对应一条谱线。第二：第二：n n只能取正整数只能取正整数3 3，4 4，5 5，不能取，不能取连续连续值值，说明了原子光谱波长的，说明了原子光谱波长的分立特性（分立特性（线状谱线状谱）。除了巴耳末系除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式区的其它谱线也都满足与巴耳

8、末公式类似的关系式.人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱,4,32，n莱曼线系 221111nR帕邢系221311nR,6,5,4n人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱2、经典氢原子模型氢原子光谱是线状谱，那么氢原子的结构是怎样的呢?经典氢原子模型较典型的有两种：1903年，汤姆孙（英国）提出原子的“葡萄干蛋糕模型”：1911，卢瑟福(新西兰)提出“核式模型”:原子中的正电荷和原子的质量均匀地分布在半径为 的球体范围内，电子镶嵌于其中。m1010 原子中心有一带正电的原子核，核的尺寸小、质量大;电子围绕这个核旋转，-如同行星绕太阳转动一样。人教版高中物理

9、选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱3、经典核式模型的困难根据经典电磁理论，绕核作圆周运动(变速运动)的电子不断向外辐射电磁波,vFre-e+应发射连续光谱电子最后将落到原子核上,与正电荷中和，因此不可能有稳定的原子存在。原子应不稳定e+eE动能 r与线状谱不符!但事实是原子很稳定!则 人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱 这些矛盾说明尽管经典物理学理论可以很这些矛盾说明尽管经典物理学理论可以很好地应用宏观物休，但它不能解释原子世界的好地应用宏观物休，但它不能解释原子世界的现象，引入新观念是必要的。现象，引入新观念是必要的。人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选

10、修氢原子光谱 光 谱发射光谱定义：由发光体直接产生的光谱连续谱产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发 光形成的光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有线状谱（原子光谱）产生条件：稀薄气体发光形成的光谱光谱形式：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）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）各种光谱的特点及成因：人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱 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：

11、由发光体直接产生的光谱连续光谱连续光谱产生：炽热的固体、液体和高压气体发光产生：炽热的固体、液体和高压气体发光光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有光谱的形式：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：稀薄气体、金属蒸气、游离态原子产生：稀薄气体、金属蒸气、游离态原子光谱形式：一些不连续的明线组成，不同元素的线状光谱光谱形式：一些不连续的明线组成，不同元素的线状光谱不同（又叫明线光谱）不同（又叫明线光谱）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）（与特征谱线相对应）小结：小结：人教版高中物理选修氢原子光谱人教版高中物理选修氢原子光谱