氢原子光谱的实验规律.pptVIP

氢原子光谱的实验规律第1页，共16页，星期日，2025年，2月5日本章内容本章内容Contentschapter22radiationofblackbodyphotoelectriceffectandComptoneffectexperimentlawofatomicspectrum黑体辐射光电效应与康普顿效应物质的波粒二像性wave-particledualismofmatter氢原子光谱的实验规律第2页，共16页，星期日，2025年，2月5日你身边的高考专家氢原子光谱的实验规律第3页，共16页，星期日，2025年，2月5日氢原子光谱一、氢原子光谱的谱线系平行光管分光元件检测系统氢灯实验系统示意图巴耳末系赖曼系0.80.60.40.2波长mm可见光紫外线布喇开系帕邢系mm5.04.03.02.01.0红外线普芳德系从1885年至1924年科学家们先后在可见光、紫外和红外区发现了氢原子的光谱线系列，并得到普遍的实验规律：氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律第4页，共16页，星期日，2025年，2月5日里德伯常量二、氢原子光谱的实验规律巴耳末系赖曼系0.80.60.40.2波长mm布喇开系帕邢系mm5.04.03.02.01.0普芳德系mm=1=2m=3m=5=4ml:1234...123...:l...1...1...1系序数m系内的线序数l系序数+线序数n=+ml谱线的波长的倒数称为波数实验规律1.09677610m称为氢原子的里德伯常量n:3456...234...n:6...5...4...第5页，共16页，星期日，2025年，2月5日里兹组合原则三、里兹组合原则氢原子光谱的谱线有三个最明显的特点：非连续性、稳定性和规律性研究其它元素（如碱金属元素）的原子光谱亦发现具有同样特点。其谱线规律可用类似的公式表达为改正数，由具体的元素和原子光谱线系确定。在原子光谱中，组成每一线系的谱线，一般可表成两项之差的形式称为里兹组合原则，称为光谱项。可见，非连续性、稳定性和规律相似性是原子光谱谱线的普遍特点。第6页，共16页，星期日，2025年，2月5日经典理论的困难四、经典理论解释原子光谱规律的困难1911年卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子有核模型。原子的质量几乎集中于带正电的原子核，而核的半径只占整个原子半径的万分之一至十万分之一；带负电的电子散布在核的外围。卢瑟福的原子有核模型成功地解释了a粒子散射实验。然而，将经典电磁理论用于卢瑟福的原子模型却无法解释原子光谱的实验规律。经典理论认为原子光谱实验规律绕核运动的电子不断辐射电磁波，轨道半经随能耗而连续变小，其光谱应是连续变化的带状光谱。非连续的线状光谱绕核运动的电子因轨道变小必迅速落入原子核。因此，原子及其光谱应是不稳定的。光谱状态稳定无法理解谱线分布有规律可循第7页，共16页，星期日，2025年，2月5日玻尔续量子实验玻尔玻尔NielsHenrikDaridBohrNielsHenrikDaridBohr1885-19621885-1962五、玻尔的氢原子理论1913年玻尔将普朗克、爱因斯坦的量子理论推广到卢瑟福的原子有核模型中，并结合原子光谱的实验规律，提出他的氢原子理论，奠定了原子结构的量子理论基础。为此他获得1922年诺贝尔物理学奖。第8页，共16页，星期日，2025年，2月5日定态假设定态假设原子中的电子只能在一些半径不连续的轨道上作圆周运动。在这些轨道上运动的电子不辐射（或吸