氢原子光谱课件.ppt

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1、第十八章 原子结构 第三节 氢原子光谱,粒子的散射的实验使我们知道原子具有核式结构，但是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才能认识。,学情回顾：,把一根蘸了食盐溶液的金属丝放到酒精灯的火焰上，火焰的颜色会被黄色主导.食盐的主要成分是氯化钠。放铜丝的时候，火焰会变成绿色。说明每种元素的光都是不一样。,原子中电子的轨道是不是可以用它发出的光来分析呢,？,早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把试验中得到的彩色光带叫做光谱。光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长（频率）成分和强度分布的记录。光栅也可以得到一样的光谱。,（1）连续光谱

2、,连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光带叫做连续光谱。例如：炽热的固体，液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。a 一束白光通过三棱镜折射后，可以分解成赤橙黄绿蓝靛紫等不同 波长的光谱，称之为连续光谱。b 自然界中，雨后天空的彩虹是连续光谱。c 炽热的固体，液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。 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。,一、发射光谱 物体发光直接产生的光谱,（2）线状谱(明线光谱),只含不连续的亮线的光谱叫做线状谱。线状谱中的亮线叫做谱线，各条谱线对应不同波长的光。,一、发射光谱 物体发光直接产生的光谱,稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱是明线光谱。,明线光谱是由

3、游离状态的原子发射的，也叫原子光谱,各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只能发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线。,吸收光谱,光谱中产生的一组暗线，每条暗线的波长都跟那种气体原子的特征谱线相对应。,二、吸收光谱,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。各原子的吸收光谱中每一条暗线都跟该种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，也就是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光

4、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：,用途：光谱分析,由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来签别物质和确定化学组成，这种

5、方法叫做光谱分析。原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析可以探索原子的内部结构。,研究太阳高层大气所含元素,光谱中国主题展光谱中国展将世界先进的测试测量产品、先进的检测手段和理念与国内实际检测需求融合，并能得以完美体现；希望能尽情展现中国测试测量与检测企业的风采，搭建测试测量行业“产、学、研、用”的互动交流平台，同时“十三五”规划中重点发展的环境监测、冶金、化工、钢铁、矿山、水泥、电力，水利、石油化工、石化煤气层监测、城市管网建设等众多领域都将为其应用带来无限的拓展空间。,其基本原理：是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，在外磁场作用下自旋能级发生分裂

6、，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在能级上的跃迁。,二、氢原子光谱的实验规律,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。氢原子是宇宙中最基本，最简单的原子。,什么是气体放电管？,玻璃管中的稀薄的气体分子在强电场的作用下电离成为自由移动的正负电荷于是气体变导体，导电时会发光。,二、氢原子光谱的实验规律,在真空管中充入少量氢气，通过高压放电，氢气可以产生可见光、紫外光和红外光，这些光经过三棱镜分成一系列按波长大小排列的线状光谱。从氢气放电管可以获得氢原子光谱原子光谱的不连续性

7、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。,n有两层含义：一，n取一个值，可求出氢光谱中一条谱线的波长，说明每一个n值分别对应一条谱线二，n只能取正整数值3，4，5,不能取连续值，说明了原子光谱波长的分立特性。,巴尔末公式R=1.10.107m-1 里德伯常量,氢原子光谱,其他谱系:,卢瑟福模型的困难：卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律,原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾,核外电子绕核运动,辐射电磁波,电子轨道半径连续变小,原子不稳定,辐射电磁波频率连续变化,事实上 原子是稳定的 原子光谱是线状谱,课堂小结：,一、光谱 发射光谱 连续光谱和线状光谱（原子光谱）

8、吸收光谱 用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现 暗线（与特征谱线相对应）二、氢原子光谱的实验规律 在可见光区域的谱线的波长可以用巴尔末公式表示 在红外和紫外光区的其他谱线都满足与巴尔末公式类似的关系式三、经典理论的困难 经典物理学无法解释原子的稳定性，也无法解释原子光谱的分立特征。,(B C),课堂效果检测1、下列有关氢原子光谱的说法中正确的是：A 氢原子的发射光谱是连续谱。B 氢原子的光谱说明氢原子只能发出特定频率的光。C 氢原子的光谱说明氢原子能级是分立的。D 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关。,(B C),二、在实际生活中，我们可以通过光谱分析来签别物质和分析物质的组成成分。例如某样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。那么我们是通过分析下列那种谱线来签别物质和分析物质的组成部分的？ A 连续谱 B 线状谱 C 特征谱线 D 任意一种光谱,谢谢大家！,