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第3节 光谱与氢原子光谱
第四章 原子结构
学习目标
1.知道什么是光谱,掌握连续光谱与线状光谱的区别
2.了解光谱分析的原理,知道氢原子光谱的实验规律。
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其他颜色的光呢？
知识点一：不同的光谱
物质发光虽然有多种方式，但本质上都是由它们的原子内部的状态发生变化而产生的，
发光的本质
1.光谱：当复色光经过棱镜或光栅后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小依次排列的图案，称为光谱。
（1）连续光谱:
①连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续谱。
②炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连光谱。
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谱。
2.发射光谱:
（2）线状谱
实例：霓虹灯发出的光
①有些光谱不是连续的，而是由一条条的亮线组成，这种光谱称为线状光谱。
②稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状谱。
③明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。
几种原子的发射光谱
④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。
⑤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。因此线状谱的谱线被称为原子的特征谱线。
3.吸收光谱
①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。
②各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。
③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。
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（线状谱）中的一条明线相对应。
氢的发射光谱
氢的吸收光谱
吸收光谱也是原子的特征谱线
太阳光谱是吸收光谱
Na的发射光谱
Na的吸收光谱
由于每一种元素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它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。
（1）光谱分析的的原理：利用发射光谱和吸收光谱。
（2）光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。
（3）光谱分析的应用：发现新元素和研究天体的化学组成。
4.光谱分析
光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，一种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到它的光谱．因此光谱分析可以用来确定样品中包含哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能确定遥远星球的物质成分．
观察气体放电发光的装置，如图4-13所示，不同放电管内充有不同物质的稀薄气体。当感应圈给放电管两端加上高电压，管内气体分子在强电场作用下发生电离就会发光。
将金属导杆分别接触不同放电管的上端，观察并比较其发光情况。
不同物质的稀薄气体发出光的颜色不同。
现象：
对这些可见光的光谱进行分析，其光谱的特征谱线不同。
观察气体放电管发光
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。
二、氢原子光谱
1.氢原子在可见光区有四条谱线。氢原子光谱呈现分立的明线条纹，在可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。
2.氢原子的谱线由不同色亮线组成，每种颜色对应着一种波长。
巴耳末系波长公式：
R叫作里德伯常量，实验测得的值为R=1.096 775 81×107 m-1
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。
（可见光区的四条谱线）
原子内部电子的运动是原子发光的原因。因此，光谱是探索原子结构的一条重要途径。
=R(n=3,4,5,6,…),
1.下列关于光谱的说法正确的是（　　）
A.太阳光谱是连续光谱
B.日光灯产生的光谱是连续光谱
C.钠盐在酒精灯火焰上汽化后所产生的光谱是线状光谱
D.白光通过钠蒸气，所产生的光谱是线状光谱
C
2.(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法正确的是(　　 )
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C.进行光谱分析时,可以用线状谱,不能用连续光谱
D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
BC
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.巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式 ，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所有情况，其波长的分立值并不是人为规定的
C

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