高二物理氢原子光谱

1、 第三节第三节 氢原子光谱氢原子光谱早在早在1717世纪，牛顿就发现了日光世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱光谱一、光谱一、光谱光谱光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。布的记录。有时只是波长成分的记录。发射光谱可分为两类：发射光谱可分为两类：连续光谱连续光谱和和明线光明线光谱谱。1.1.发射光谱发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做物体发光直接产生的光谱叫做发射光发射

2、光谱。谱。 （1）连续光谱）连续光谱 连续分布连续分布的包含有从红光到紫光的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。各种色光的光谱叫做连续光谱。炽热的固体、液体和高压气体炽热的固体、液体和高压气体的的发射光谱是连续光谱。例如白炽发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱水发出的光都形成连续光谱。（2）明线光谱）明线光谱 只含有一些只含有一些不连续的亮线不连续的亮线的光谱叫做明线光的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的

3、发射稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。（3）吸收光谱）吸收光谱 高温物体发出的白光（其中包含连续分布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，某些波长的的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质

4、吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该各种原子的吸收光谱中的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种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好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就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。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

5、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： 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据由于每种原子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的化学组成。这种方法叫做光光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。谱分析。l 原子光谱的不连续性反映出原子结

6、构的不连续性，原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。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。二、氢原子光谱二、氢原子光谱221111()3,4,5,.2Rnnm7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。原子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验