183氢原子光谱修改.pptx

复习复习实验结果实验结果实验结果实验结果绝大多数绝大多数绝大多数绝大多数的粒子沿的粒子沿的粒子沿的粒子沿着原来方向前进着原来方向前进着原来方向前进着原来方向前进少数少数少数少数粒子发生较大粒子发生较大粒子发生较大粒子发生较大偏转偏转偏转偏转极少数极少数极少数极少数偏转超过偏转超过偏转超过偏转超过9090度度度度 汤姆生汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质比。质比。复习复习 原子的中心有一原子的中心有一个带正电的原子核，个带正电的原子核，它集中了原子的全它集中了原子的全部正电荷和几乎全部正电荷和几乎全部质量，而电子则部质量，而电子则在核外空间绕核旋在核外空间绕核旋转。转。1通过自主预习，了解光谱的定义和分类。2通过自主预习，教师点拨，了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。3通过自主预习，了解经典原子理论的困难。助学目标：早在早在1717世纪，世纪，牛顿牛顿就发现了日光通过就发现了日光通过三棱镜后的色散现象三棱镜后的色散现象一、什么是光谱？一、什么是光谱？光谱：光谱：全称是光学频谱，是复色光通过色散系全称是光学频谱，是复色光通过色散系统（如光栅、棱镜）进行分光后，统（如光栅、棱镜）进行分光后，依照光的波依照光的波长（或频率）的大小及强度顺次排列形成的图长（或频率）的大小及强度顺次排列形成的图案案。连续分布连续分布的包含有从红光到的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。炽炽热的固体、液体和高压气体热的固体、液体和高压气体的发射光谱的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、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烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。光谱。连续谱连续谱：是否所有物质发的光都是这样的光谱？是否所有物质发的光都是这样的光谱？连续谱：连续谱：观察氢原子的光谱实验：观察氢原子的光谱实验：1.装置：装置：高压发生器高压发生器23kv氢气光谱管氢气光谱管分光镜分光镜线状谱：线状谱：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线谱。的光谱叫做线谱。线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。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稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。线状谱是线状谱。线状谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。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，原子不同，发射的线状谱也不同，每种原实践证明，原子不同，发射的线状谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此线状线状谱谱的谱线也叫原子的特征谱线。的谱线也叫原子的特征谱线。2、氢气发光时的光谱、氢气发光时的光谱光谱特点：光谱特点：1.不连续，只是些不连续，只是些亮线亮线组成组成2.不同色，每种颜色对应着一种波长不同色，每种颜色对应着一种波长3.不等距，相邻两种光的波长间距不相同不等距，相邻两种光的波长间距不相同发射光谱可分为两类：发射光谱可分为两类：连续谱连续谱和和线状谱线状谱。二、光谱分类：二、光谱分类：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谱。发射光谱。2.吸收光谱：吸收光谱：成因：成因：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切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，波长的光）通过物质时，某些波长某些波长的光的光被物质吸收被物质吸收后产后产生的光谱，叫做吸收光谱。生的光谱，叫做吸收光谱。特点：特点：在连续谱上在连续谱上缺失了某些成份的光缺失了某些成份的光3.发射光谱与吸收光谱的对应关系：发射光谱与吸收光谱的对应关系：此光谱图有何特点？此光谱图有何特点？各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的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应。这表明，原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气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。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。太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：4.光谱分析光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可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。这种方法叫做光谱分析。种方法叫做光谱分析。l 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不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连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。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。三、氢原子光谱三、氢原子光谱红红绿绿巴末耳（瑞士中学数学老师）的研究巴末耳（瑞士中学数学老师）的研究巴末耳公式巴末耳公式N 6 N 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）巴耳末系巴耳末系人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系适用区域：适用区域：可见光区、紫外线区可见光区、紫外线区氢原子光谱的其他线系氢原子光谱的其他线系莱曼线系莱曼线系 红红外外区区还还有有三三个个线线系系帕邢系帕邢系布喇开系布喇开系普丰特系普丰特系紫紫外外线线区区 氢原子光谱不是不相关的，而是有内在联系的。氢原子光谱不是不相关的，而是有内在联系的。表现在其波数可用一普遍公式来表示：表现在其波数可用一普遍公式来表示：其其中中对应一个对应一个m构成一个谱线系构成一个谱线系每一谱线的波数都等于两项的差数每一谱线的波数都等于两项的差数令令称为光谱项。称为光谱项。按经典物理学电子绕核旋转，作加速运动，电子按经典物理学电子绕核旋转，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，将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。从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。但但事实上原子是个稳定的系统。事实上原子是个稳定的系统。卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了在，很好地解释了粒子散射实验粒子散射实验。但是。经但是。经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。释原子光谱的分立特征。三、经典理论的困难三、经典理论的困难轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，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。而实而实际上看到的是分立的线状谱。际上看到的是分立的线状谱。这些矛盾说明尽管经典物理学理论可以很好地这些矛盾说明尽管经典物理学理论可以很好地应用宏观物休，但它不能解释原子世界的现象，应用宏观物休，但它不能解释原子世界的现象，引入新观念是必要的。引入新观念是必要的。原子核式结构模型原子核式结构模型与与经典电磁理论经典电磁理论的矛盾的矛盾核外电子绕核运动核外电子绕核运动辐射电磁波辐射电磁波电子轨道半径连续变小电子轨道半径连续变小原子不稳定原子不稳定辐射电磁波频率连续变化辐射电磁波频率连续变化事实上事实上：原子是稳定的原子是稳定的原子光谱是线状谱原子光谱是线状谱卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。