氢原子光谱yao.ppt

实验结果,少数粒子发生较大偏转,个别几乎达到180度,绝大多数的粒子沿着原来方向前进,极少数偏转超过90度,原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转。,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.,原子中，电子轨道是怎样的？,研究途径：光谱,氢原子光谱,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。,一、光谱,用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录，即光谱。有时只是波长成分的记录。,平行光管,标度管,三棱镜,观察管,分光镜,1.发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。,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。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。,明线光谱A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。B稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。C各种原子的发射光谱都是线状谱。,各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。,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。,2吸收光谱,吸收光谱中的暗谱线与发射光谱中明谱线相对应。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。也是原子的特征谱线。,太阳的光谱是吸收光谱。,光谱,发射光谱,定义：由发光体直接产生的光谱,连续光谱,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,线状光谱,（原子光谱）,产生条件：稀薄气体、金属蒸气发光形成的光谱,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,小结：各种光谱的特点及成因：,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形成的光谱,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（与明线光谱相对应）,吸收光谱,小结：各种光谱的特点及成因：,光谱分析：,1、光谱分析：每一种元素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它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。,2、光谱分析的的原理：利用发射光谱中的明线光谱和吸收光谱。,3、光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。,4、光谱分析的应用：发现新元素和研究天体的化学组成。,二、氢原子光谱的实验规律,巴末耳公式,N6的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）,巴耳末系,人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系,适用区域：,可见光区、紫外线区,广义巴尔末公式,（m=1、2、3、；n=m+1，m+2，m+3，）,原子中，电子轨道是怎样的？,按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率也会连续变化,事实上，原子是稳定的，辐射电磁波的频率也只是某些确定的值,1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这些现象叫做轨道量子化；,2、不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；,3、原子在不同的状态之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。,1913年玻尔提出了自己的原子结构假说,玻尔,假说1:轨道量子化,围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射,原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态波尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。,假说2:能量量子化,基态,1,能级图,基态,激发态,跃迁,吸收光子,（电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少）,辐射光子,光子的发射和吸收,假说3:频率条件（跃迁假说）,当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为m）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为n，mn）时，会放出能量为h的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hm-n称为频率条件，又称辐射条件,氢原子能级,二、玻尔理论对氢光谱的解释,氢原子的能级图（演示）,-13.