導(dǎo)入新課

每種原子、分子都有其特征光譜。因此分析其特征光譜，對(duì)研究不同原子、分子及其結(jié)構(gòu)有著重大的意義。光譜學(xué)已成為光學(xué)的一個(gè)重要分支，并被廣泛用于科研和生產(chǎn)中。氫原子是最簡(jiǎn)單的原子，其光譜線在按波長(zhǎng)（或波數(shù)）大小的排列次序上顯示出簡(jiǎn)單的規(guī)律性。研究原子結(jié)構(gòu)，很自然氫原子首先被關(guān)注。一些簡(jiǎn)單的原子和分子α粒子的散射實(shí)驗(yàn)使我們知道原子具有核式結(jié)構(gòu)，但是電子在核的周圍怎樣運(yùn)動(dòng)？它的能量怎樣變化。這些還要通過(guò)其它事實(shí)證明才能認(rèn)識(shí)，本節(jié)將用一些實(shí)際的事實(shí)來(lái)證明一些原子的能量變化。引言第三節(jié)氫原子光譜第十八章原子結(jié)構(gòu)

了解光譜的定義和分類教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能

了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道巴耳末系了解經(jīng)典原子理論的困難。

通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)發(fā)展與進(jìn)步的坎坷。2、過(guò)程與方法觀3、情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)我們探究科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)的能力，提高自主學(xué)習(xí)的意識(shí)。

讓學(xué)生進(jìn)一步的體會(huì)物理規(guī)律是在接受實(shí)踐檢驗(yàn)的過(guò)程中不斷的發(fā)展和完善的。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。難點(diǎn)經(jīng)典理論的困難。本節(jié)導(dǎo)航二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律一、光譜三、經(jīng)典理論的困難一、光譜1、光譜早在17世紀(jì)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過(guò)三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜。自然光光譜

光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長(zhǎng)成分和強(qiáng)度分布的記錄。有時(shí)只是波長(zhǎng)成分的記錄。氫原子光譜型

2、發(fā)射光譜

物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。

發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和明線光譜。可見光的連續(xù)光譜

連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜。

只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光可見光的連續(xù)光譜

熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。汽車燈泡發(fā)出的光

稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的,所以也叫原子的光譜。實(shí)踐證明，原子不同,發(fā)射的明線光譜也不同,每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長(zhǎng)的光,因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。發(fā)光的高溫稀有氣體3、吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光）通過(guò)物質(zhì)時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。

各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對(duì)應(yīng)。這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽(yáng)的光譜是吸收光譜。氫、納太陽(yáng)、光譜4、光譜分析由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來(lái)鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成。這種方法叫做光譜分析。原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu)。二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

1885

年瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜可見光部分的規(guī)律:一系列分立的線狀光譜瑞士數(shù)學(xué)家兼物理學(xué)家巴耳末開始研究工作時(shí)，可見光區(qū)域的4條氫譜線已經(jīng)過(guò)埃姆斯特朗等人大量較精確的測(cè)定，紫外區(qū)的10條譜線也在恒星光譜中發(fā)現(xiàn)。巴爾末1890

年瑞典物理學(xué)家里德伯給出氫原子光譜公式與整數(shù)有關(guān)，——譜線是分立的線狀譜波數(shù)

里德伯常量

萊曼系紫外線巴爾末系可見光波數(shù)帕邢系布拉開系普豐德系漢弗萊系紅外線波數(shù)巴耳末系（可見光）656.3nm486.1nm434.1nm410.2nm364.6nm

線系限的譜線波數(shù)（波長(zhǎng)最短）（波數(shù)最長(zhǎng)）

第一條譜線

線系限的譜線

第一條譜線原子光譜是分立實(shí)驗(yàn)結(jié)果：氫原子發(fā)光是分立的線狀譜三、經(jīng)典理論的困難1、經(jīng)典理論的困難盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型正確的指出了原子核的存在，很好的解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)。但是經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性，有無(wú)法解釋原子光譜的分立特征——經(jīng)典理論的困難。

根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，作加速運(yùn)動(dòng)的電子將不斷向外輻射電磁波.

不能解釋原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向外輻射電磁波的頻率是連續(xù)的

不能解釋原子光譜為分立的線狀譜經(jīng)典物理：輻射電磁波的頻率與電子圓運(yùn)動(dòng)的頻率相同。r連續(xù)減小課堂小結(jié)1、光譜把實(shí)驗(yàn)中得到的彩色光帶叫做光譜。2、發(fā)射光譜

物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。

發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和明線光譜。連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜。

只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光。3、吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光）通過(guò)物質(zhì)時(shí)，某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。4、光譜分析

由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來(lái)鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成。這種方法叫做光譜分析。5、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

氫原子光譜可見光部分的規(guī)律:6、氫原子光譜公式波數(shù)

7、經(jīng)典物理學(xué)的困難經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性，有無(wú)法解釋原子光譜的分立特征——經(jīng)典理論的困難。里德伯常量

高考鏈接1、（1993·上海二·2）氫原子的核外電子由一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能發(fā)生的情況有（）

A.放出光子，電子動(dòng)能減少，原子勢(shì)能增加

B.放出光子，電子動(dòng)能增加，原子勢(shì)能減少

C.吸收光子，電子動(dòng)能減少，原子勢(shì)能增加

D.吸收電子，電子動(dòng)能增加，原子勢(shì)能減少A2、（2003·江蘇·1）下列說(shuō)法中正確的是（）

A.質(zhì)子與中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等

B.兩個(gè)質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫(kù)侖力

C.同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同

D.除萬(wàn)有引力外，兩個(gè)中子之間不存在其它相互作用力C課堂練習(xí)1、有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是（）

A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜

B．氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光

C．氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的

D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān)BC2、在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一α粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖１所示．圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是經(jīng)過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域．不考慮其他原子核對(duì)α粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是（）

A．一定在①區(qū)域

B．可能在②區(qū)域

C．可能在③區(qū)域

D．一定在④區(qū)域A3．如圖2所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，下面關(guān)于觀察到的現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是（）

A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到熒光屏上的閃光次數(shù)最多

B．放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些

C．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光

D．放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少AD4.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和α粒子碰撞的影響，這是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.α粒子和電子根本無(wú)相互作用

B.電子是均勻分布的，α粒子受電子作用的合力為零

C.α粒子在和電子碰撞中動(dòng)量的改變量極小，可忽略不計(jì)

D.電子體積很小，α粒子碰撞不到電子C教材習(xí)題解答1、答：由不連續(xù)的亮線組成的光譜叫做線狀譜，由波長(zhǎng)連續(xù)分布的光組成的連線在一起的光帶叫連線譜。

2、答：由巴末爾公式

可知：氫原子光譜在可見光范圍內(nèi)波長(zhǎng)最長(zhǎng)的2條譜線所對(duì)應(yīng)的n應(yīng)為3、4。

當(dāng)n=3時(shí)，得到λ1=6.55×10-7m。當(dāng)n=4時(shí)，得到λ2=4.85×10-7m。氫原子光譜是分立的光譜。它在可見光區(qū)的譜線滿足巴爾末公式，在紅外和紫外光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴末爾