1、第十八章 原子结构 第3节 氢原子光谱卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？电子在原子绕周围怎样运动？电子在原子绕周围怎样运动？它的能量怎样变化？它的能量怎样变化？教学过程设计教学过程设计问题呈现问题呈现一、光谱一、光谱牛顿发现了日光通牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散过三棱镜后的色散现象，并把实验中现象，并把实验中得到的彩色光带叫得到的彩色光带叫做光谱做光谱1、发射光谱、发射光谱观察观察物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。(1)连续光谱连续光谱现象现象由连续分布的一切波长的光组成由连续分布的一切波长的光组成 特点特点整个光谱区域
2、都是亮的整个光谱区域都是亮的 产生产生炽热的固体、液体及高压气体的光谱炽热的固体、液体及高压气体的光谱 案例案例 白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水 二、光谱分类二、光谱分类观看实验录像观看实验录像(2)线状光谱线状光谱各条谱线对应不同波长（频率）的各条谱线对应不同波长（频率）的光，原子不同，发射的线状光谱也光，原子不同，发射的线状光谱也不同，每种原子只能发出具有本身不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光。特征的某些波长的光。观察观察光谱中有一条条的亮线光谱中有一条条的亮线 谱线谱线现象现象特征谱线特征谱线特点特点稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱稀薄气
3、体或金属的蒸汽的发射光谱 产生产生由游离状态的原子发射的由游离状态的原子发射的 案例案例2、吸收光谱、吸收光谱观察观察光谱区域存在一条条暗线光谱区域存在一条条暗线现象现象各种原子的吸收光谱中的每一条暗线各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明都跟该种原子的发射光谱中的一条明线（线状光谱）相对应。线（线状光谱）相对应。特点特点高温物体发出的白光（其中包含连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时，某些波长的光被物质吸收 产生产生观看视频观看视频原子光谱原子光谱每一种原子都有自己特定的原子光谱，不
4、同原子，其原子每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子光谱均不同光谱均不同观看实验录像观看实验录像 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此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。可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。这种方法叫做光谱分析。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连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。的结构。案例：案例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层大气层所含元素。阳高层大气层所含元素。光谱分析光谱分
5、析光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，一种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到一种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到它的光谱因此光谱分析可以用来确定样品中包它的光谱因此光谱分析可以用来确定样品中包含哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能含哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能确定遥远星球的物质成分确定遥远星球的物质成分 漆碗：第三文化层（距今漆碗：第三文化层（距今6500650060006000年）利用红年）利用红外光分析其表面，其光谱图和马王堆汉墓出土漆皮的外光分析其表面，其光谱图和马王堆汉墓出土漆皮的裂解光谱图相似裂解光谱图相似 X射线
6、照射激发射线照射激发荧光，通过分析荧荧光，通过分析荧光判断越王勾践宝光判断越王勾践宝剑的成分剑的成分实实验验装装置置三、三、氢原子光谱实验规律氢原子光谱实验规律氢原子的巴耳末线系照片氢原子的巴耳末线系照片1、实验、实验观察与思考观察与思考2、氢原子的光谱图、氢原子的光谱图可见光区可见光区特点特点1、几种特定频率的光2、光谱是分立的亮线巴末耳的研究巴末耳的研究巴末耳公式巴末耳公式N 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区）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适用区域：适用区域：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221111nR,4,32，
7、n红红外外区区还还有有三三个个线线系系帕邢系帕邢系221311nR,6,5,4n布喇开系布喇开系221411nR，7,6,5n普丰特系普丰特系221511nR，87,6n紫外线区紫外线区莱曼线系莱曼线系 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：22111nmR其其中中3,2,1m,3,2,1mmmn对应一个对应一个mm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,)(2mRmT令令2)(nRnT)()(1nTmT)(),(nTmT称为光谱项
8、。称为光谱项。思考与讨论思考与讨论 巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射波长的分离特征。用卢瑟福的核式结构模型和经即辐射波长的分离特征。用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立特征？典力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立特征？氢原子是自然界中最简单的原子。对它氢原子是自然界中最简单的原子。对它的光谱的研究获得的原子内部结构的信息对的光谱的研究获得的原子内部结构的信息对于研究更复杂的原子的结构具有指导意义。于研究更复杂的原子的结构具有指导意义。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 分立分立四、经典理论的困难四、经典理论的困难
