人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱课件
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高中物理：18.3《氢原子光谱》课件(新人教版_选修3-5)
2
吸收光谱
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。
1.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。
2.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。
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。
｛
吸 收 光 谱
定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 光谱 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
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）
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光谱分析
（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）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。 （3）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。
高中物理：18.3《氢原子光谱》课件(新人教版-选修3-5)
α粒子散射的实验使我们知道原 子具有核式结构,但电子在核的周 围怎样运动?它的能量怎样变化? 这些还要通过其他事实认识.
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
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。
（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？
/ 网片
何苦如此,木兰现在已经全无牵挂,只要能助殿下攻下柳州城,休说献身,便是赴汤蹈火,也值得咯."花木兰又苦笑着摇咯摇头,开口说道."柳州城,の确是个难题摆在面前,但就算如此又有何妨？即便他有百万雄狮屯兵在柳州城,孤迟早也要杀进城去/"话音未落,东舌话锋壹转接道:"是孤毁咯您原 本の生活,所以孤会对您负责の,否需要任何理由.""殿下"耳闻东舌那坚毅冷决の话语,花木兰双畔飞霞,双手却是在战裙上越搓越紧.东舌起身淡然轻声道:"好咯,否要再多想咯,孤否会逼迫您做任何事情,您若是累咯就回去先休息吧."花木兰美眸注视着东舌,内心百感交集,否知该说些什么.东舌 吐吐走咯过来,用手轻轻拍咯拍花木兰の玉肩,笑道:"没事咯,您快回去休息吧,孤自有妙计能够对付他们."指尖接触の温度,迅速传递到咯花木兰の内心,瞬间花木兰の脸颊染上咯层层红晕.整个人也壹愣愣地点咯点头,否知所措,却胡乱地走咯出去.望着花木兰走出去の身影,东舌方才松咯壹口气, 转身回到咯上座之处,木然の苦笑壹声."操作界面,查询壹下本宿主当前拥有多少の君主点,并检测壹下本宿主当前の四维如何."沉吟片刻,东舌否假思索地向操作界面发送咯
物理新课标人教版(选修3-5)18.3+氢原子光谱+课件(共8张PPT)
• 解析：此公式是巴耳末研究氢光谱在可见 光区的4条谱线中得到的，只适用于氢光 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.
• 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 ；对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.
练习 2 ( )
1 1 1 关于巴耳末公式 λ ＝R( 2－ 2)的理解，正确的是 2 n
• A ．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时 发现的 • B．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续 谱 • C．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线 状谱 • D ．公式不但适用于氢光谱的分析，也适 用成 • 1．我们知道，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 • 2 ．每种原子都有自己的特征谱线，我们 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 ．
1 3．巴耳末公式： λ＝ ， 其中 R 是里德
7m－1 1.10 × 10 伯常量，其值 R＝ ，n＝3,4,5……
氢原子光谱的实验装置 • 在充有稀薄氢气的放电管两极间加上 2kV ～ 3kV 的高压，使氢气放电，氢原子在电 场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子 的光谱．(实验装置如图所示)
• • •
•
• •
练习1 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 答案：ACD
第十八章
原子结构
第3节 氢原子光谱
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
射实验。
2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 的 分立特征 。
稳定性
，又无法解释原子光谱
7
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课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
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第3节 氢原子光谱
学习目标
核心提炼
1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 3个概念——光谱
2.知道氢原子光谱的实验规律。 3.知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光 线状谱 连续谱
思维判断 (1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条 重要途径。( ) (2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。( ) (3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)×
6
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3.特征谱线：各种原子的发射光谱都是 线状谱 ，说明原子只发出几种_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 不一样，光谱中的亮 线称为原子的 特征谱线 。
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：18.3《氢原子光谱》(PPT课件可以编辑)
（2）光谱分析法由基尔霍夫开创嘚。 （3）优点：灵敏度高。样本中一种元素嘚含量达到10-10g时就可以被检测到。 （4） 同种物质吸收光谱中嘚暗线与它明线光谱中嘚明线相对应，明线光谱和吸收光谱中嘚谱线都是原子嘚特征
光谱，都可以用于光谱分析。
原子光谱嘚不连续性反映出原子结构嘚不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子嘚结构。
三、经典理论嘚困难 卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核嘚存在，很好地解释了α粒子散射实验。但是。经典物理学既无 法解释原子嘚稳定性，又无法解释原子光谱嘚分立特征。
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，它嘚能量不断减小，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嘚系统。
② 明线光谱
A 只含有一些不连续嘚亮线嘚光谱叫做明线光谱。 明线光谱中嘚亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长嘚光。 B 稀薄气体或金属嘚蒸气嘚发射光谱是明线光谱。 C 各种原子嘚发射光谱都是线状谱，说明原子只能发出几种特定频率嘚光。不同原子嘚亮线位置不同，说明不同 原子嘚发光频率是不一样嘚，因此这些亮线称为原子嘚特征谱线。
二、氢原子光谱嘚实验规律
氢原子是最简单嘚原子，其光谱也最简单。
气体放电管：玻璃管中嘚稀薄气体嘚分子在强电场嘚作用下会电离，成为自由移动嘚正负电荷，于是气体变 成导体，导电时会发光。这样嘚装置叫做气体放电管。
1885年，巴耳末对当时已知嘚，在可见光区嘚14条谱线作了分析，发现这些谱线嘚波长可以用一个公式表示： 除了巴耳末系，后来发现嘚氢光谱在红外和紫个光区嘚其它谱线也都满足与巴耳末公式类似嘚关系式。
α粒子散射嘚实验使我们知道原子具有核式结构,但电子在核嘚周围怎样运动?它嘚能量怎样变化?这些还要通 过其他事实认识.
光谱，都可以用于光谱分析。
原子光谱嘚不连续性反映出原子结构嘚不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子嘚结构。
三、经典理论嘚困难 卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核嘚存在，很好地解释了α粒子散射实验。但是。经典物理学既无 法解释原子嘚稳定性，又无法解释原子光谱嘚分立特征。
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，它嘚能量不断减小，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嘚系统。
② 明线光谱
A 只含有一些不连续嘚亮线嘚光谱叫做明线光谱。 明线光谱中嘚亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长嘚光。 B 稀薄气体或金属嘚蒸气嘚发射光谱是明线光谱。 C 各种原子嘚发射光谱都是线状谱，说明原子只能发出几种特定频率嘚光。不同原子嘚亮线位置不同，说明不同 原子嘚发光频率是不一样嘚，因此这些亮线称为原子嘚特征谱线。
二、氢原子光谱嘚实验规律
氢原子是最简单嘚原子，其光谱也最简单。
气体放电管：玻璃管中嘚稀薄气体嘚分子在强电场嘚作用下会电离，成为自由移动嘚正负电荷，于是气体变 成导体，导电时会发光。这样嘚装置叫做气体放电管。
1885年，巴耳末对当时已知嘚，在可见光区嘚14条谱线作了分析，发现这些谱线嘚波长可以用一个公式表示： 除了巴耳末系，后来发现嘚氢光谱在红外和紫个光区嘚其它谱线也都满足与巴耳末公式类似嘚关系式。
α粒子散射嘚实验使我们知道原子具有核式结构,但电子在核嘚周围怎样运动?它嘚能量怎样变化?这些还要通 过其他事实认识.
人教版物理选修3-5同步教学课件：18-3氢原子光谱5
例3
巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式
1 λ
＝
R(212－n12)(n＝3,4,5，…)，对此，下列说法正确的是(
)
A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的
分立值并不是人为规定的
(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。
(1)巴耳末公式：1λ＝R(212－n12)(n＝3,4,5，…) 式中R叫做里德伯常量，其测量值为R＝1.10×107 m－1。 (2)由巴耳末公式确定的一组谱线称为巴耳末系。除了巴耳 末系，后来发现的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。
3. 经典理论困难 (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 在原子氢原子光谱中的一个线系，不 能确定氢原子光谱中所有光的波长，A错；巴耳末公式只能确 定氢原子光谱的可见光区和部分紫外光区，不能确定其它原子 光谱，B错；巴耳末线系包括可见光区和紫外光区，C错；氢原 子光谱中有可见光、红外线和紫外线，D正确。
氢原子光谱课件-高二下学期物理人教版选修3-5
吸 收
定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 光谱
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
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）
二、光谱分析
1、光谱分析：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法。 2、开创者： 基尔霍夫 3、可应用于光谱分析的光谱：
2 、 吸收光谱 定义：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。 特点：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 线举。例：太阳的光谱是吸收光谱。
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。
② 明线光谱
定义：只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。 特点：明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。 举例：稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。 强调：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。
第十八章 原子结构
18.3 氢原子光谱
➢ 学习目标： ➢ 1、了解光谱的定义和分类； 2、了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系； 3、了解经典原子理论的困难。 ➢ 重点难点： 1、氢原子光谱的实验规律； 2、经典理论的困难。
一、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。 获得方法： 用光栅或棱镜可以把光按波长展开。 光谱含义： 记录光的波长（频率）成分和强度分布，
人教版高中物理选修3-5课件： 18.3 氢原子光谱 (共21张PPT)
1
R(
1 22
1 n2
) n
3, 4, 5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
n的两层含义： ①每一个n值分别对应一条谱线。3-红，4-青，5-蓝... ②n只能取正整数3,4,5…,不能取连续值，反映了氢原子 光谱波长的分立特征（线状谱）。
巴耳末系:一系列符合巴耳末公式的光谱线
经典物理学在解释原子光谱是线状谱时遇到了 困难。按照经典电磁理论，电子在核外做加速运动， 应该辐射电磁波，电子能量逐渐减小，电子绕核运 行的轨道半径也要减小，电子将沿螺旋线的轨道落 入原子核。电子绕核运行辐射的电磁波的频率等于 电子绕核运行的频率。随着轨道随半径连续变化， 绕核频率也逐渐变化，辐射电磁波的频率也逐渐变 化，由此可以推出：原子光谱是连续谱。这与原子 光谱是线状谱的事实相矛盾。
5、每种原了都有自己的特征谱线，我们就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。
二、氢原子光谱的实验规律
1、光是由原子内部电子的运动产生的。
2、氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
3、——巴耳末公式
1
R(
1 22
1 n2
) n
3,
4,
5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
当n=3时，得到λ1=6.55×10-7m。 当n=4时，得到λ2=4.85×10-7m。
22 n2
22 h
•
n2 n2 22
氢原子光谱是分立的光谱。它在可见光区的谱线满 足巴尔末公式，在红外和紫外光区的其它谱线也都满足 与巴末尔公式类似的关系。
3、经典物理学在解释原子光谱时遇到了什么困难? 解：
人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱(1)
研究太阳 高层大气 层所含元 素
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1
1 R( 22
1Leabharlann n2) n3, 4,5,...
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
三、卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
三棱镜
标度管
平行光管
观察管
分光镜
分光镜原理分析
标度管
• （1）连续光谱 • • •
炽热的固体、液体及高压气体的光谱， 是由连续分布的一切波长的光组成的，这 种光谱叫做连续光谱。
• 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。
2）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。
第三节 氢原子光谱
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
一、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。
1.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。
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上：原子是稳定的 原子光谱是线状谱
氢气的吸收光 谱
氢气
返回
•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
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1
1 R( 22
1Leabharlann n2) n3, 4,5,...
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
三、卢瑟福模型的困难
卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾
三棱镜
标度管
平行光管
观察管
分光镜
分光镜原理分析
标度管
• （1）连续光谱 • • •
炽热的固体、液体及高压气体的光谱， 是由连续分布的一切波长的光组成的，这 种光谱叫做连续光谱。
• 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。
2）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。
第三节 氢原子光谱
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
一、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。
1.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。
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 事实上：原子是稳定的 原子光谱是线状谱
氢气的吸收光 谱
氢气
返回
•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
物理选修3-5人教版18.3氢原子光谱(共19张ppt)
除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫
外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关 系式。
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，又无法解释原子光谱的分立特征。
按经典物理学电子绕核旋转，做周期性运动，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。
真空
金箔
可转动的带有 荧光屏的放大 镜
放射源 高速α粒子
荧光屏
卢瑟福
绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的 方向前进，
但有少数 α 粒子（约占八千分之一）发生了大角 度偏转，偏转的角度甚至大于900 ，也就是说它们几 乎被“撞了回来”。
原子的核式结构模型 (1911年） 卢瑟福 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。
太阳的光谱是吸收光谱
定义：由发光体直接产生的光谱
发 射
连续谱
光
谱
线状谱 不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱)
光
谱
吸 收 定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 光
谱 太阳的光谱是吸收光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1885 年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的四条谱线做了 分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示。如果采用波长λ 的倒数，这个公式可以写做
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，尽管经典物理学可以很好地应用 于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，引入新 观念是必要的.