2012高二物理课件：第十八章 3 氢原子光谱 （新人教版选修3-5）

(共19张PPT)
3
氢原子光谱
知识点 1 光谱
1．用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频
率)成分和强度分布的记录，即光谱，用摄谱仪可以得到光谱的
照片．
2．物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类：
(1)___________——物体直接发出的光通过分光后产生的
光谱．它可分为_________和_________(线状光谱)．
①连续光谱——由连续分布的一切波长的光(一切单色光)
组成的光谱．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续
光谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光等．
发射光谱
连续光谱
明线光谱
②明线光谱——只含有一些连续的亮线的光谱．它是由游
离状态的原子发射的，因此也叫原子光谱．稀薄气体或金属的
蒸气的发射光谱是明线光谱．实验证明，每种元素的原子都有
一定特征的明线光谱．可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的
明线光谱．不同元素的原子产生的明线光谱是不同的，但同种
元素原子产生的明线光谱是相同的，这意味着，某种物质的原
子可从其明线光谱加以鉴别．因此称某种元素原子的明线光谱
的谱线为这种元素原子的特征谱线．
(2)__________—— 高温物体发出的白光通过温度较低的
物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱
的特点是在连续光谱的背景上由若干条暗线组成的．例如太阳
光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生
的吸收光谱．实验表明，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线
都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即某种原子发出
的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是
该元素原子的特征谱线．
吸收光谱
达 10
知识点 2 光谱分析
光谱分析
明线光谱
1．由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱
来鉴别物质和确定它的化学组成，这种方法叫做_________．
2．做光谱分析时，可以利用_________，也可利用________．
这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某种元素在物质中含量
－10
g，就可以从光谱中发现它的特征谱线将其检查出来．
光谱分析在科学技术中有广泛的应用：(1)检查物质的纯度；
(2)鉴别和发现元素；(3)天文学上光谱的红移表明恒星的远离
等．
吸收光谱
知识点 3 氢原子光谱
1．氢原子光谱的实验规律
(1)从氢气放电管可以获得原子光谱，如图 18－3－1 所示．
图 18－3－1
2．经典理论的困难
(1)经典物理学无法解释原子的稳定性
按照经典物理学，核外电子在原子核的库仑引力作用下，
以一定的速度绕核转动，电子做变加速运动，它产生的电磁场
就在变化，而变化的电磁场会激发电磁波，即电子不断把自己
绕核转动的能量以电磁波的形式辐射出去．因此电子绕核转动
使系统不稳定，电子会失去能量，轨道半径逐渐变小，最后落
在原子核上．但是事实不是这样，原子是个很稳定的系统．
(2)经典物理学无法解释原子光谱的分立特征
根据经典电磁理论，电子辐射的电磁波的频率就是它绕核
转动的频率．电子越转能量越小，它离原子核就越来越近，转
得也就越来越快，这个变化是连续的，也就是说，我们应该看
到原子辐射出各种频率(波长)的光，即原子的光谱应该总是连
续的，而实际上我们看到的是分立的线状谱．
【例题】在可见光范围内氢原子光谱中波长最长的 2 条谱
线所对应的基数为n，求：
(1)它们的波长各是多少？
(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？
解析：(1)谱线对应的 n 越小波长越长，故当 n＝3、4 时，
氢原子发光所对应的波长最长．
答案：(1)6.5×10
m 4.8×10
m (2)3.06×10
－7
－7
－19
J
1．计算巴耳末系中的最短波长．
题型 1
光谱集合
【例题】(双选)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气产生的光谱是线
状谱
D．白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱
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
从而产生的吸收光谱，所以 A 不正确；稀薄的氢气发光是原子
光谱又叫明线光谱，所以 B 正确；钠蒸气产生的光谱是原子光
谱，C 正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，所以 D
不正确，应选 B、C.
答案：BC
1．对原子光谱，下列说法不正确的是(
)
B
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，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；各种原子都有自己的特征谱线；
据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，由此知 A、
C、D 说法正确，故选 B.
题型 2
巴耳末公式的理解
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 只能取大于或等于 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：巴耳末公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现
的，故 A 选项正确；公式中的n只能取大于或等于 3 的整数值，
故氢原子光谱是线状谱，B 选项错误，C 选项正确；巴耳末公
式只适用于氢原子光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，
D 选项错误．
答案：AC
2．对于巴耳末公式下列说法正确的是(
)
B
A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
B．巴耳末公式只确定了氢原子发出的在可见光区的光的
波长
C．巴耳末研究了氢原子发光的一个线系的波长，其中既
有可见光，又有紫外光
D．巴耳末公式确定了各种原子发出的光的波长