3　氢原子光谱

18.3氢原子光谱,核式结构的理论缺陷是什么？,19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革和马斯顿进行了粒子散射实验。提出原子核式结构。,T/年,1864,1887,赫兹捕抓电磁波实验,电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。,.,历史回顾背景,卢瑟福原子核式结构,T/年,1864,1887,赫兹捕抓电磁波实验,电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波。,.,历史回顾背景,卢瑟福原子核式结构,T/年,1864,1887,赫兹捕抓电磁波实验,.,历史回顾背景,卢瑟福原子核式结构,电子绕正电的原子核运转,变化的电场,变化的磁场,失去能量.,坍缩,牛顿通过玻璃棱镜得太阳光谱,1666,夫琅和费暗线,1814,T/年,1864,1887,赫兹捕抓电磁波实验,.,历史回顾背景,卢瑟福原子核式结构,电子绕正电的原子核运转,变化的电场,变化的磁场,失去能量.,坍缩,牛顿通过玻璃棱镜得太阳光谱,1666,夫琅和费暗线,1814,可见光（电磁波），研究光谱间接研究原子结构,用_或_可以把光按_展开，获得光的_和_分布的记录，即光谱,一、光谱,光栅,棱镜,波长,波长(频率)成分,强度,分光镜由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B组成。平行光管A的前方有一个宽度可以调节的狭缝S。从狭缝射入的光线经透镜L1折射后，变成平行光线射到三棱镜P上。不同频率的光经过三棱镜沿不同的折射方向射出，并在透镜L2后方的平面MN上分别会聚成不同颜色的像（谱线）。通过望远镜B的目镜L3，就看到了放大的光谱像。,（1）连续光谱连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。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。,（2）线状谱只含不连续的亮线的光谱叫做线状谱。线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱线状谱由游离状态的原子发射也叫原子光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此线状谱的谱线也叫原子的特征谱线。,每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其明线光谱（原子光谱）均不同,英国的化学家威廉海德沃拉斯顿是在1802年第一位注意到有一定数量的黑暗特征谱线出现在太阳光谱中，夫朗和费独立的再度发现这些谱线，并且开始系统性的研究与测量这些谱线。最后，他绘出了570条的谱线，并且以字母A到Z标示出主要的特征谱线，较弱的则以其他的字母标示。,后来基尔霍夫（GustavKirchoff）和罗伯特本生确认了每一条谱线所对应的化学元素，并推论在太阳光谱中的暗线是由在太阳上层的那些元素吸收造成的，有些被观察到的特征谱线则是地球大气层中的氧分子造成的,（3）吸收光谱,物体发出的白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各原子的吸收光谱中每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，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。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。,二、光谱分析：,1、光谱分析：由于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：利用发射光谱和吸收光谱。,3、光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。,4、光谱分析的应用：发现新元素和研究天体的化学组成。,发现新元素。例如，铷和铯就是从光谱中看到了以前所不知道的特征谱线而被发现的。光谱分析对于研究天体的化学组成也很有用。,十九世纪初，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多暗线。最初不知道这些暗线是怎样形成的，后来人们了解了吸收光谱的成因，才知道这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱。仔细分析这些暗线，把它跟各种原子的特征谱线对照，人们就知道了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等几十种元素。,研究天体的化学组成。,氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。,三、氢原子光谱,其他谱系,T/年,1864,1887,赫兹捕抓电磁波实验,.,历史回顾背景,卢瑟福原子核式结构,电子绕正电的原子核运转,变化的电场,变化的磁场,失去能量.,坍缩,牛顿通过玻璃棱镜得太阳光谱,1666,夫琅和费暗线,1814,电子绕正电的原子核运转，连续运动，应为连续谱，但事实上