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4.3　光谱与氢原子光谱
1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别。
2.能记住氢原子光谱的实验规律。
3.知道巴耳末公式及里德伯常量。
学习目标
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作光谱。
1．定义
用棱镜或者光栅把光按波长(频率)展开，得到光的波长(频率)成分和强度分布的记录，即光谱。
光谱
线状谱
连续谱
2．分类
吸收光谱
一、光谱
(1) 连续光谱
由连续分布的一切波长的光组成的光谱叫作连续谱。
炽热的固体、液体及高压气体的光谱是连续谱，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谱。
炽热的固体
炽热的液体
高压气体
(2) 线状谱
只含有一些不连续的亮线的光谱叫线状谱。线状谱中的亮线叫谱线，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线状谱。
线状谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱。
各种原子的发射光谱都是线状光谱，说明原子只发出几种特定频率的光。
不同原子的亮线位置（谱线）不同，说明不同原子的发光频率不同。因此线状光谱的谱线被称为原子的特征谱线。
(3)吸收光谱：连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱
Na的发射光谱
Na的吸收光谱
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。
思考：烟花中的五颜六色是什么原理呢？
铜——蓝色火焰
钠——橙黄色火焰
锶——红色火焰
钡——绿色火焰
3．光谱分析
(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．
(2)优点：灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10 13 kg时就可以被检测到。同种物质吸收光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，线状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。
观察光谱的实验装置
光谱分析仪
气体放电管
金属导杆
感应圈
电源
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。
二、氢原子光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示。
可见光区
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：
式中R叫里德伯常量，R＝1.096 775 81×107 m－1，它确定的这一组线谱称为巴耳末系。
氢原子光谱的其他线系
n = 2，3，4 …
n = 4，5，6 …
n = 5，6，7 …
n = 6，7，8 …
莱曼线系
红外区还有三个线系
帕邢系
布喇开系
普丰特系
紫外线区
1.月亮的光通过分光镜所得到的光谱是(　　)
A．连续谱
B．吸收光谱
C．线状光谱
D．原子光谱
B
随堂检测
2.太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于(　　)
A．太阳表面大气层中缺少相应的元素
B．太阳内部缺少相应的元素
C．太阳表面大气层中存在着相应的元素
D．太阳内部存在着相应的元素
C
3.下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是(　　)
A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光
B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线
C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线
D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关
B
4. (多选)下列物质中产生线状谱的是(　　)
A.炽热的钢水
B.发光的日光灯管
C.点燃的蜡烛
D.极光
BD

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