氢原子光谱规律性巴尔末公式33页PPT
巴尔末发现氢光谱规律
一、巴尔末发现氢光谱规律1.背景:杨的干涉实验提供了测定波长的方法。
1814——>夫琅禾费对太阳光谱也进行了细心的检验。
1859——>基尔霍夫在研究碱金属光谱发现了铯和铷。
1868——>埃格斯特朗首先找到氢光谱的谱系。
2.瑞士科学家巴尔末（1825-1898）的贡献如何从浩繁的光谱资料中找出其中的规律?根据他当年的手稿和旁人的回忆，他可能是这样建立巴耳末公式的：①开始，巴耳末采用在谱线间寻找谐和关系的办法，后来感到这个不符合谱线的实际情况，随即放弃；②借助几何图形领悟到谱线波长趋近于某一极值，又从几何图形推测出平方关系，经反复校合，确定埃格斯特朗的数据最为精确，并找到了这个因子。
③后来在哈根拜希教授的帮助下，将建立的公式与紫外区的第五根氢谱线核对，证明也是正确的，才有把握公之于众。
巴尔末，瑞士的一位中学数学教师，在物理学教授哈根拜希教授的指点下将氢光谱的规律总结出来，于1884年6月25日正式发表:422-=n n B λ，n ＝3，4，5，……次年发表了论文。
1)由于埃氏对氢谱线的精确测量，提供了氢的可见光部分的四条谱线的精确波长，从中巴尔末提出了一个共同因子：B ＝3645.6×107毫米。
2)氢的前四根谱线的波长可以从这一基数，相继乘以系数9/5，4/3，25/21，9/8。
初看起来，这四个系数，没有构成规则数列，但如果将第二项与第四项分子、分母分别乘以4，则分子为3×3，4×4，5×5，6×6，而分母的完全平方相应的差4，这样就出现了422-n n 的规律。
由于巴尔末公式的发现，光谱成因的神秘大门被打开了，人们研究原子内部结构，又有了一个新的依据，此后光谱规律不断被揭示， 一门新的系统的科学——原子光谱形成了。
二、广义巴尔末公式巴尔末公式发表以后，不少科学家受到进一步的启发和鼓舞。
又有人从恒星的光中拍摄到氢光谱，在紫外区的一些光也可从巴尔末公式中将n 取7，8……等得到。
氢原子光谱和玻尔的原子模型ppt课件
爱因斯坦的光量子论
玻尔原子结构假说
假说1：
P86
+
n=1
n=2
n=3
n=4
n=∞
rn
v
-
轨道半径：
rn =n2r1
(r1 =0.53×10-l0 m)
P87
内层轨道能量低
+
n=1
n=2
n=3
n=4
n=∞
rn
v
-
P87
P87
5
43Βιβλιοθήκη 2E∞E５
E４
E３
高能级
（En）
辐射光子，原子能量减少
吸收光子克服库仑引力做功，
又无法解释原子光谱的分立特征。
经典理论的困难
核外电子绕核运动
（变化的电磁场）
辐射电磁波（能量减少）
电子轨道半径连续变小
原子不稳定
事实上：原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化，连续光谱
辐射电磁波频率只是某些确定值，线状谱
经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的分立性
P85-86
①
②
普朗克黑体辐
射的量子论
②吸收能量
② hv ≥13.6ev的光子（吸收光子发生电离）
实物粒子碰撞：入射粒子能量大于两个能级差
即可吸收
全吸收 或 部分吸收
电离：电子获得能量脱离原子核束缚成为自由电子（ n＝∞ ）的现象。
电离能：氢原子从某一状态跃迁到n＝∞时所需吸收的能量
电离能大小 = 氢原子处于各定态时的能级值的绝对值
电子从低能级（如基态）向高能级（如第一激发态）跃迁时，需要
理论的基本假设
规律
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征．
氢原子光谱的的实验规律【PPT】19页PPT
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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氢原子光谱的的实验规律【PPT】
1、纪是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
氢原子光谱 课件
3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是 线状谱，且不同 原子的亮线位置不同 ，故这些亮线称为原子的 特征 谱线。
4．光谱光析：由于每种原子都有自己的 特征谱线，可以 利用它来鉴别 物质 和确定物质的 组成成分 ，这种方法称为 光谱分析，它的优点是 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。
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 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6500～6000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．
氢原子光谱
※ 了解光谱的定义与分类 理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末
※ 系
※ 了解经典原子理论的困难
知识点 1 光谱
1.定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按 波长展开， 获得 光的波长 (频率)和强度分布的记录，即光谱。
2．分类 (1)线状谱：由一条条的亮线 组成的光谱。 (2)连续谱：由连在一起 的光带组成的光谱。
答案：BC
解析：太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太 阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大 气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光 谱，A项错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们 看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D项错 误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用 来做光谱分析的，所以C项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气 或霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B 项正确。故选BC。
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： 可见光区、紫外线区
氢原子光谱课件
氢原子光谱课件引言氢原子光谱是量子力学和原子物理学领域的基础内容，对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
本课件旨在介绍氢原子光谱的基本原理、实验观测和理论解释，帮助读者深入理解氢原子的能级结构和光谱特性。
一、氢原子的基本结构1.1电子轨道和量子数氢原子由一个质子和一个电子组成，电子围绕质子旋转。
根据量子力学的原理，电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上，这些轨道被称为能级。
每个能级由主量子数n来描述，n的取值为正整数。
1.2能级和能级跃迁氢原子的能级可以用公式E_n=-13.6eV/n^2来表示，其中E_n 是第n能级的能量，单位为电子伏特（eV）。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射一定频率的光子，这个频率与能级之间的能量差有关。
二、氢原子光谱的实验观测2.1光谱仪和光谱图氢原子光谱可以通过光谱仪进行观测。
光谱仪将入射光分解成不同频率的光谱线，并将这些光谱线投射到感光材料上，形成光谱图。
通过观察光谱图，可以得知氢原子的能级结构和光谱特性。
2.2巴尔末公式实验观测到的氢原子光谱线可以通过巴尔末公式来描述，公式为1/λ=R_H(1/n1^21/n2^2)，其中λ是光谱线的波长，R_H是里德伯常数，n1和n2是两个能级的主量子数。
巴尔末公式可以准确地预测氢原子光谱线的位置。
三、氢原子光谱的理论解释3.1玻尔模型1913年，尼尔斯·玻尔提出了氢原子的量子理论模型，即玻尔模型。
该模型假设电子在氢原子中只能存在于特定的轨道上，每个轨道对应一个能级。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射一定频率的光子。
3.2量子力学解释1925年，海森堡、薛定谔和狄拉克等人发展了量子力学理论，为氢原子光谱提供了更为精确的解释。
量子力学认为，电子在氢原子中的状态可以用波函数来描述，波函数的平方表示电子在空间中的概率分布。
通过解薛定谔方程，可以得到氢原子的能级和波函数。
四、结论氢原子光谱是量子力学和原子物理学的基础内容，对于理解原子结构、光谱现象以及化学键的形成具有重要意义。
最新人教3-5第十八章氢原子光谱课件
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率 也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。而 实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 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。
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？
§18·3 氢原子光谱
结束语
谢谢大家聆听！！！
20
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。
二、氢原子光谱的实验规律
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
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。
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。
光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光 谱
｛ 谱 线状光谱 产生条件：稀薄气体、金属蒸气发光形成的光谱 （原子光谱） 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）
连续光谱中某些定义：波长的光被物质吸收后产生的
吸 光谱
收 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
《氢原子的光谱》PPT课件
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
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3 小结 ：各种光谱的特点及成因：
定义：由发光体直接产生的光谱
｛ 发
产生条件：炽热的固体、液体和高压气体
射 光
连续光谱
发光形成的 光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
光
｛ 谱 线状光谱
产生条件：稀薄气体、金属蒸气发光形成的光谱
（原子光谱） 光谱形式：一些不连续的明线组成，不同
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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：
1R(212n12) n3,4,5,...
巴 耳 末 公 式R=1.10107m1 里 德 伯 常 量
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。
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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。
氢原子光谱的的实验规律
定态跃迁到另一能量为 射或吸收一个频率为
Ek
kn
的定态时，就要发 的光子。
kn
En
Ek h
玻尔辐射频率公式
（3）量子化条件 在电子绕核作圆周运动中，
其稳定状态必须满足电子的角动量 的整数倍的条件。
L
mvr
等于
h
2
L n h , n 1,2,3, 角动量量子化条件
2
n 为量子数
三. 氢原子轨道半径和能量的计算
原子光谱线系的规律性深刻地反映了原子内部的规律性
二. 玻尔的氢原子理论
（1）定态假设 原子系统只能处在
一系列不连续的能量状态，在这些状
态中，电子虽然作加速运动，但并不
辐射电磁波，这些状态称为原子的稳
定状态（简称定态），相应的能量分
别为 E1, E2, E3,
。
玻尔
（2）频率条件 当原子从一个能量为 En 的
氢原子光谱
k 1, n 2,3 k 2, n 3,4, k 3, n 4,5, k 4, n 5,6, k 5, n 6,7, k 6, n 7,8,
赖曼系，紫外区 巴尔末系，可见光区 帕邢系，红外区 布拉开系，红外区 普丰德系，红外区 哈弗莱系，红外区
其他元素的光谱也有类似的规律性。
解：设氢原子全部吸收电子的能量后最高能激发到第 n 能级
此能级的能量为：
13.6 n2
eV
En
E1
13.6
13.6 n2
En E1 12.5eV
n2
13.6 13.612.5
12.36
所以 n 3.5
因为n只能取整数,所以氢原子最高能激发到 n=3 的能级 ,当然也能激发到 n=2 的能级.于是能产生 3 条谱线。
氢原子光谱 课件
365.46
n2 n2 22
nm,
n 3,4,5,
一系列分立的线状光谱
4101.7 4340.5 4861.3
6562.8
红
蓝
紫
巴尔末
瑞士数学家兼物 理学家巴耳末开始 研究工作时，可见 光区域的4条氢谱线 已经过埃姆斯特朗 等人大量较精确的 测定，紫外区的10 条谱线也在恒星光 谱中发现。
1890 年瑞典物理学家里德伯给出氢原子光谱公式
4、光谱分析 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连续性， 所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。
二、氢原子光谱的 实验规律
1、 氢原子光谱的实验规律
1885 年瑞士数学家巴耳末发现氢原子
光谱可见光部分的规律:
一、光 谱
1、光谱 早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱 镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光 带叫做光谱。
自然光光谱
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。有时只是波长成分的记录。
氢 原 子 光 谱 型
2、发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。
1、经典理论的困难
卢瑟福的核式结构模型正确的指出了原 子核的存在，很好的解释了α粒子散射实验。 但是经典物理学既无法解释原子的稳定性， 有无法解释原子光谱的分立特征——经典 理论的困难。
根据经典电磁理论，电子绕核作匀速圆周 运动，作加速运动的电子将不断向外辐射电 磁波.
不能解释原子结构的稳定性
e
λ∞= 364 .56nm（波长最短）
氢原子光谱ppt正式完整版
（优选）氢原子光谱
1.光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜 色的光按波长展开，获得光的波长 (或频率)和强度分布的记录。
2．线状谱：光谱是一条条的亮线。 3．连读谱：光谱为连在一起的光带 4．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不 同，这些亮线称为原子的特征谱线。 5．巴耳末公式：1λ＝R(212－n12) n＝3,4,5，…
B．太阳内部缺少相应的元素
A．进行光D谱分．析可公以用式连续不光谱但，也适可以用用吸于收光氢谱 光谱的分析，也适用于其他原子的光
光谱，即辐射波长的 分立 特征。
2．经典理论的困难 (1)核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在， 解释了_α_粒__子__散__射__实__验____。 (2)经典理论的困难：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ห้องสมุดไป่ตู้ 分立特征。
[重点诠释]
1．定义
1．氢原子的光谱 各种原子的发射光谱都是
3．光谱分析 (1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g。 (2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的 物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、 铜、锌、镍等金属元素。③应用光谱分析鉴定食品优劣。 [特别提醒] 某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱 中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析。
3．特2征．谱线关于巴耳末公式1λ＝R(212－n12)的理解，正确的是(
)
月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，D项错误；
535．×特10征－谱9线Am和．484.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的
用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按 展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。