2.4 氢原子光谱与能级结构 课件

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第二章 原子结构第4节　氢原子光谱与能级结构1．知道氢原子光谱的实验规律．
2．知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光
谱分立特征.一、氢原子光谱
?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．
?巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状
光谱，即辐射波长的_____特征．分立按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝Em－En；巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后的_________的量子数n和2.并且理论上的计算和实验测量的___________符合得很好，同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系．
二、玻尔理论对氢光谱的解释定态轨道里德伯常量一、氢原子光谱的实验规律
?氢原子的光谱
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图2－4－1所示．图2－4－1在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，该公式称为巴耳末公式：
(1)公式中n只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值．
(2)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．
?氢原子光谱的特点 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汽产生的光谱是线
状谱
D．白光通过钠蒸汽产生的光谱是线状谱【典例1】光谱及光谱分析解析　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的吸收光谱，所以A不正确；稀薄的氢气发光的是原子光谱又叫明线光谱，所以B正确；钠蒸汽产生的光谱是线状谱；C正确；白光通过钠蒸汽产生的光谱是吸收光谱，所以D不正确，应选B、C.
答案　BC
借题发挥　明确原子光谱、线状谱、连续谱及特征谱线的关系是解此题的关键．
对原子光谱，下列说法正确的是 (　　)．
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的，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，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错、C对；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．
答案　ACD【变式1】(1)n＝6时，对应的波长；
(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n＝6时，传播频率为多大？【典例2】氢原子光谱的实验规律答案　(1)1.09×10－6 m　(2)3.0×108 m/s　2.75×1014 Hz
借题发挥　巴耳末公式是用来计算氢原子光谱中的可见光范围，记牢巴耳末系公式及条件是解好此类题的关键．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只能取不小于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　此公式是巴耳末在研究氢原子光谱时在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．
答案　AC【变式2】关于太阳光谱，下列说法正确的是 (　　)．
A．太阳光谱是吸收光谱
B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些
特定频率的光被吸收后而产生的
C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成
D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有
哪些元素光谱及光谱分析1．解析　太阳光谱是吸收光谱．因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故上述选项中正确的是A、B.
答案　AB
同理：当n＝4时，λ2＝4.848 5×10－7 m＝484.85 nm
当n＝5时，λ3＝4.329 0×10－7 m＝432.90 nm
当n＝6时，λ4＝4.090 9×10－7 m＝409.09 nm.
答案　654.45 nm　484.85 nm　432.90 nm　409.09 nm氢原子光谱的实验规律2．