2.4氢原子光谱与能级结构 课件—2020-2021学年鲁科版高中物理选修3-5

2.4 氢原子光谱与能级结构 高中物理选修3－5 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。 新知导入 卢瑟福提出的原子核式结构模型 （1）原子的中心有一个很小的核--原子核 （2）它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量 （3）电子在核外空间运动 电子在核的周围怎样运动? 它的能量怎样变化? 观察光谱实验 气体放电管： 玻璃管中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。 一、氢原子光谱的实验规律 氢原子光谱： 从氢气放电管可以得到氢原子光谱，如图所示. 1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4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： 巴耳末公式: n的两层含义： 1、每一个n值分别对应一条谱线. 2、 n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 除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。 二、玻尔理论对氢光谱的解释 rn = n2r1 En = E1/n2 r1 = 0.053 nm （n = 1，2，3，···） 玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。 E1 = -13.6eV 新知讲解 二、玻尔理论对氢光谱的解释 赖曼系（紫外线） 巴耳末系（可见光） 帕邢系（红外线） 布喇开系 逢德系 N=1 N=2 N=3 N=4 N=5 N=6 成功解释了氢光谱的所有谱线 + 新知讲解 二、玻尔理论对氢光谱的解释 新知讲解 二、玻尔理论对氢光谱的解释 新知讲解 二、玻尔理论对氢光谱的解释 新知讲解 二、玻尔理论对氢光谱的解释 1.从高能级向低能级跃迁 发射光子：以光子形式辐射出去（原子发光现象）。 2.从低能级向高能级跃迁 （1）吸收光子 对于能量大于或等于13.6eV的光子（电离）；对于能量小于13.6eV的光子（要么全被吸收，要么不吸收）。 （2）吸收实物粒子能量 只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁，就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁，多余能量仍