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第3 4节氢原子的光谱与能级结构 粤教版选修3 5第三章原子结构之谜 一 光谱 复色光经过色散系统 如棱镜 光栅 分光后 被色散开的单色光按波长 或频率 大小而依次排列的图案 观察光谱实验装置 见书本介绍 玻璃管充进氢气 经过高电压激发后 氢原子发射的光谱 对照三棱镜散射白光后的光谱 下图 氢原子光谱 上图 有什么特点 2 氢原子的光谱图的特点 1 几种特定频率的光 2 光谱是分立的亮线 红色 蓝绿色 青色 紫绿色 3 氢原子的光谱的波长的规律 瑞士的中学数学教师巴尔末发现氢原子光谱的波长的规律 巴尔末公式 局限性 当时的仪器只能观察可见光领域 氢原子光谱的其他线系 赖曼线系 红外区还有三个线系 帕邢线系 布喇开系 普丰特线系 紫外线区 广义巴尔末公式 n m n m取正整数 其他原子光谱 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 思考 该原理可应用在哪些方面 如图1甲所示的a b c d为四种元素的特征谱线 图乙是某矿物的明线光谱 通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为 a a元素b b元素c c元素d d元素 处于激发状态的氢原子能发射不连续的光谱 思考 1 光子的能量是多少 2 从能量的角度来考虑 氢原子向外发射光子后 它的能量会怎么改变 3 从广义巴尔末公式取n 5 m 4 氢原子辐射一个光子 取n 4 m 3 氢原子再辐射一个光子 取n 3 m 2氢原子再辐射一个光子 取n 2 m 1氢原子再辐射一个光子 由于氢原子光谱的不连续 思考 氢原子的能量具有怎样的特点 氢原子的能级图 氢原子的能级图 13 6 3 4 1 51 0 85 0 54 0ev n e 思考 一群处于能级为3级的氢原子能辐射多少条光谱 处于4级的呢 5级呢 n级呢 2007年高考广东卷2 2 图1所示为氢原子的四个能级 其中e1为基态 若氢原子a处于激发态e2 氢原子b处于激发态e3 则下列说法正确的是 a 原子a可能辐射出3种频率的光子b 原子b可能辐射出3种频率的光子c 原子a能够吸收原子b发出的光子并跃迁到能级e4d 原子b能够吸收原子a发出的光子并跃迁到能级e4 b 高考试题库 观察下面两个光谱 上图是氢原子向外辐射光的光谱 下图是氢原子吸收白光后散射的光谱 思考 1 氢原子吸收光子的特点 2 氢原子如此偏吃 怎样的光子才满足氢原子的胃口 氢原子的胃口 1 光子的能量为两定态间能级差时能被氢原子被吸2 若光子的能量大于或等于氢原子跃迁到电离态 将发生光电效应 此时光子也能被氢原子吸收 比如 处于基态的的氢原子吸收大于13 6ev的光子而发生光电效应 处于第二级的氢原子吸收大于3 4ev的光子也会
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