2.3 光谱 氢原子光谱 课件-2022-2023学年高二教科版物理选修3-5

2 原子的核式结构模型 一、汤姆生枣糕模型：1897年汤姆生发现电子，提出原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像枣糕里的枣那样镶嵌在原子里面。 二、卢瑟福α粒子散射实验 1.实验装置介绍 2.实验过程的动画模拟. 3.实验结果: ①绝大多 数的α粒子没有发生偏转 ②少量的α粒子发生较大角度的偏转 ③极少数α粒子的偏转角度达到1800 原子的内部是”空旷”的 原子的中心有一个很小的核 三、卢瑟福的核式结构 原子核 1、 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的空间运动． 2、理论解释 3、原子核的大小：原子直径的数量级(实际就是电子运动范围的数量级)为10-10m，而原子核直径的数量级为10-15m 原子如果相当于直径约为百米的体育场大小；则原子核的直径相当于毫米大小的露珠 4 思考与讨论： 1、实验中为何用金箔做“靶”？ 2、为何用阿尔法粒子作为“炮弹”？ 3、这种“轰击”的实验手段对后来的研究产生了哪些影响？ 由于放射性物质放出的α粒子是高速的氦核，它具有足够的能量，可以接近原子的中心，还可以使荧光物质发光，因此卢瑟福选用α粒子作为轰击金箔的“炮弹”. 金原子核电荷Q=79e,对α粒子的库仑力大,金原子核的质量远大于α粒子,使α粒子在碰撞过程中运动状态的变化明显,且金的延展性好,可制成很薄的箔,能减小α粒子与金原子核发生二次碰撞的可能性,所以卢瑟福选用金箔作为α粒子散射实验的“靶”. 卢瑟福做α粒子散射实验时用的“靶”是金箔，是由于金是延展性最好的金属，薄的金箔可以做到只有几十纳米厚．例如某金箔的厚度是80nm(1nm=10-9m)，一般原子的大小数量级都是10-10m，金原子是比较大的原子，约200个金原子紧密排列，接近80nm． 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. 四、原子的核式结构模型与经典理论的矛盾 第三节 光谱 氢原子光谱 7 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 平行光管 标度管 三棱镜 观察管 分光镜 一、光谱 （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射光谱。 ①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。 ② 明线光谱 A 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。 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。 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。 2 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） 3 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。 4 光谱分析