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课件网) 4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型 问题与思考：把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发生其他颜色的光呢？ 光 谱 光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长展开，获得波长和强度分布的记录，即光谱。 光谱的分类 光 谱 发射光谱：由发光体直接产生的光谱 吸收光谱： 明线光谱 （线状光谱/ 原子光谱） 连续光谱 原子的特征谱线 实验表明，各种原子发射的光谱都是线状谱。 原子只能发出几种具有本身特征的特定频率的光，不同原子亮线的位置不同，因此这些亮线称为原子的特征谱线。 由于每一种元素都有自己的特征谱线，可以通过原子的特征谱线来鉴别物质、确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。 氢原子的光谱的实验规律 1885年，瑞士科学家巴耳末发现： 式中叫作里德伯常量，实验测得的值为 紫外区： 莱曼线系 其他谱系 帕邢系 红外区： 布喇开系 普丰特系 经典理论的困难 1.经典物理学中，认为核外电子绕核旋转，电子将不断向四周辐射电磁波，能量不断减少，轨道半径变小，逐渐靠近原子核，最后落回到原子核上，形成原子坍塌。与原子是个稳定系统的事实相矛盾。 2.根据经典电磁理论，电子辐射电磁波的频率，就是它绕核转动的频率。随着绕核运动轨道半径的不断变化，电子运动的频率也要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续光谱。然而，事实上原子光谱是由一些不连续的亮线组成的分立的线状谱。 玻尔原子理论的基本假设 丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913 年把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。 能级：原子的在各种定态时的能量值 定态：原子具有确定能量的稳定状态 ① 基态：能量最低的状态（离核最近） ② 激发态：其他能量状态 电子只能在特定轨道上运动，电子沿不同轨道绕核运动时，原子具有相应的、不同的、确定的能量。 假说1：轨道量子化与定态 基态 激发态 ( n=1, 2, 3……) 假说2：频率条件（跃迁假说） 玻尔假定：当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m < n）时，会放出能量为hv的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 hv=Em－En v 这个式子称为频率条件，又称辐射条件。 + m n - 玻尔理论对氢光谱的解释 在巴耳末公式中如果把分母中的 2 换为其他自然数，就得到了其他谱线系的波长。它们对应于氢原子从较高能级向其他能级跃迁时辐射的光。 玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系，即氢原子从高能级向能级跃迁，也会产生相应的光谱。它们也都被实验观测到了，分别称为赖曼系、帕邢系、布喇开系等。 ∞ 1 2 3 4 5 n -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E/eV 布喇开系 莱曼系 巴耳末系 帕邢系 量子数 能级 基态 激发态 + n=1 n=2 n=3 - 电子 原子核 量子数 氢原子能级图 电子从高能级向低能级跃迁 处于激发态的原子是不稳定的，可自发地经过一次或几次跃迁到达基态。 辐射光子的能量： 能级是分立的，放出光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 电子从低能级向高能级跃迁 吸收光子的能量： 对于能量小于13.6eV的光子，光子能量必须恰好等于能级差要么全被吸收，要么不吸收。 hv=Em－En 原子的电离 1.吸收光子（光照） 电离后的自由电子动能： 对于能量大于或等于13.6eV的光子：氢原子电离，原子结构被破坏 （En<0） 电离条件： 2.吸收实物粒子能量（碰撞、加热） 只要实物粒子（如：电子、 ... ...
