高中物理 2.4 氢原子光谱与能级结构同步课件 鲁科版选修35.ppt

第4节氢原子光谱与能级结构 1 知道氢原子光谱的实验规律 2 知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征 一 氢原子光谱 许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的 因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径 巴耳末公式的意义 以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱 即辐射波长的 特征 分立 按照玻尔理论 从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为h em en 巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后的 的量子数n和2 并且理论上的计算和实验测量的 符合得很好 同样 玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系 二 玻尔理论对氢光谱的解释 定态轨道 里德伯常量 一 氢原子光谱的实验规律 氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱 如图2 4 1所示 图2 4 1 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 巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式 该公式称为巴耳末公式 1 公式中n只能取整数 不能连续取值 波长也只会是分立的值 2 除了巴耳末系 氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线 也都满足与巴耳末公式类似的关系式 氢原子光谱的特点 关于光谱 下列说法中正确的是 a 太阳光谱是连续光谱b 稀薄的氢气发光产生的光谱是线状谱c 煤气灯上燃烧的钠盐汽化后的钠蒸汽产生的光谱是线状谱d 白光通过钠蒸汽产生的光谱是线状谱 典例1 光谱及光谱分析 解析太阳光谱是太阳光产生的白光通过太阳周围温度较低的大气时 某些波长的光被太阳大气层中的某些元素吸收从而的吸收光谱 所以a不正确 稀薄的氢气发光的是原子光谱又叫明线光谱 所以b正确 钠蒸汽产生的光谱是线状谱 c正确 白光通过钠蒸汽产生的光谱是吸收光谱 所以d不正确 应选b c 答案bc借题发挥明确原子光谱 线状谱 连续谱及特征谱线的关系是解此题的关键 对原子光谱 下列说法正确的是 a 原子光谱是不连续的b 由于原子都是由原子核和电子组成的 所以各种原子的原子光谱是相同的c 各种原子的原子结构不同 所以各种原子的原子光谱也不相同d 分析物质发光的光谱 可以鉴别物质中含哪些元素解析原子光谱为线状谱 a正确 各种原子都有自己的特征谱线 故b错 c对 据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成 d正确 答案acd 变式1 1 n 6时 对应的波长 2 帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大 n 6时 传播频率为多大 典例2 氢原子光谱的实验规律 答案 1 1 09 10 6m 2 3 0 108m s2 75 1014hz借题发挥巴耳末公式是用来计算氢原子光谱中的可见光范围 记牢巴耳末系公式及条件是解好此类题的关键 a 此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的b 公式中n可取任意值 故氢原子光谱是连续谱c 公式中n只能取不小于3的整数值 故氢原子光谱是线状谱d 公式不但适用于氢原子光谱的分析 也适用于其他原子的光谱解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱时在可见光区的14条谱线中得到的 只适用于氢原子光谱的分析 且n只能取大于等于3的整数 则 不能取连续值 故氢原子光谱是线状谱 答案ac 变式2 关于太阳光谱 下列说法正确的是 a 太阳光谱是吸收光谱b 太阳光谱中的暗线 是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的c 根据太阳光谱中的暗线 可以分析太阳的物质组成d 根据太阳光谱中的暗线 可以分析地球大气层中含有哪些元素 光谱及光谱分析 1 解析太阳光谱是吸收光谱 因为太阳是一个高温物体 它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时 会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收 从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱 所以分析太阳的吸收光谱 可知太阳大气层的物质组成 而某种物质要观察到它的吸收光谱 要求它的温度不能太低 但也不能太高 否则会直接发光 由于地球大气层的温度很低 所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收 故上述选项中正确的是a b 答案ab 同理 当n 4时 2 4 8485 10 7m 484 85nm当n 5时 3 4 3290 10