人教版高中物理选修3--5第十八章原子结构18-3氢原子光谱(共38张PPT)

《人教版高中物理选修3--5第十八章原子结构18-3氢原子光谱(共38张PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修3--5第十八章原子结构18-3氢原子光谱(共38张PPT)（38页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、1.汤姆孙的原子结构模型被称为 ,他认为原子是一个 ,正电荷 ,电子 。,3.卢瑟福的核式结构模型认为 .,2.粒子散射实验发现:绝大多数粒子穿过金箔后 ,但是有少数粒子 ,极少数粒子 .,回顾：,1.汤姆孙的原子结构模型被称为枣糕模型，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。,3.在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里带负电的电子在核外空间绕着核旋转,2.绝大多数粒子：沿原方向前进；少数粒子：发生大角度偏转，甚至偏角超过900；极少数粒子发生大角度偏转，有的甚至被弹回。,粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在

2、核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。,新课标高中物理选修35,第十八章 原子结构,3 氢原子光谱,牛顿光的色散,早在17世纪，牛顿就发现了太阳光通过三棱镜后的色散现象，单色光按一定的频率(或波长)有序的排列而形成的彩色光带。这彩色光带叫做光谱,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）的波长成分和强度分布的记录。,一、光谱,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。有时只是波长成分的记录。,（2）分类：发射光谱可分类：连续光谱和明线光谱。,1.发射光谱 （1）定义：物体发光直接产生的光谱叫做发

3、射光谱。,平行光管,标度管,三棱镜,观察管,分光镜,分光镜原理分析,连续光谱A 由波长连续分布的光组成的连在一起的光带叫连续光谱。特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带。 即连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱。 B 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。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光谱。,明线光谱（原子光谱）只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱.明线光谱中的亮线叫谱线,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是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的,也叫原子光谱。,高压电源,光谱管, 明线光谱A 只含有一些

4、不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。 明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。 B 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱. C 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。,各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。,吸 收 光 谱,钠蒸气,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。,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。各种原子的

5、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，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。,2 吸收光谱,各种光谱连续光谱H的发射光谱钠的发射光谱钠的吸收光谱太阳的吸收光谱,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、金属蒸气发光形成的光谱,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

6、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）,小结 ：各种光谱的特点及成因:,（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物质的组成成分。这种方法叫做光谱分析。 （2）光谱分析法由基尔霍夫开创的。 （3）优点：灵敏度高。样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。 （4）同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，明线光谱和吸收光谱中的谱线都是原子的特征光谱，都可以用于光谱分析。,3、光谱分析,光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，一种

7、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,漆碗：第三文化层（距今65006000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裂解光谱图相似,X射线照射激发荧光，通过分析荧光判断越王勾践宝剑的成分,（5）意义：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结构。-光谱分析还为深入原子世界打开了道路。近代原子物理学正式从原子光谱的研究中开始的。,研究原子结构规律有两条途径：,1、利用高能粒子轰击原子轰出未知粒子来研究(高能物理)；,2、通过在外界激发下，原

8、子的发射光谱来研究光谱分析。,氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。,二、氢原子光谱的实验规律,氢 气 的 吸 收 光 谱,氢气,氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。,二、氢原子光谱的实验规律,气体放电管：玻璃管中的稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。这样的装置叫做气体放电管。,除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。,从氢气放电管可以获得氢原子光谱。1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：,2、莱曼系（紫外光部分）,*氢原

9、子的光谱系,十九世纪后半叶,很多科学家都在寻找谱线的规律，1885年巴尔末(18251898瑞士一中学教师)发现了氢原子光谱在可见光部分的规律,即,1、巴尔末系(可见光部分),3、红外光部分：,4、氢原子光谱规律：,其它谱系,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，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。但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在，很好地解释了粒子散射实验。但是。经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。,三、经典理论的困难,轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光

10、谱应是连续的光谱。而实际上看到的是分立（不连续）的线状谱。,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体，但它不能解释原子世界的现象，引入新观念是必要的。,三、经典理论的困难,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,卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律,原子光谱,课堂效果检测：,1 在实际生活中，我们可以通过光谱分析来鉴别物质和物质的组成成分。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哪种谱线来鉴别物质和物质的组成成分的？A 连续谱B 线状谱C 特征谱线D 任意一种光谱,（B C）,2 下列说法正确的是： A 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的波长成分的记录，这就是光谱。即光谱与光强度无关。 B 通过光栅或棱镜可以把光按波长展开，从而获得光的波长成分和强度分布记录，这就是光谱。即光谱不仅记录了光的波长分布，还记录了强度分布。 C 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线,这说明了太阳内部缺少对应的元素。 D 在研究太阳光谱时发现太阳光谱中有许多暗线,这些暗线与某些元素的特征谱线相对应，这说明了太阳大气层内存在对应的元素。,（BD）,3 根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n=? 它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？,