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4.3　光譜與氫原子光譜
1.知道什么是光譜，能說出連續譜和線狀譜的區別。
2.能記住氫原子光譜的實驗規律。
3.知道巴耳末公式及里德伯常量。
學習目標
早在17世紀，牛頓就發現了日光通過三棱鏡后的色散現象，并把實驗中得到的彩色光帶叫作光譜。
1．定義
用棱鏡或者光柵把光按波長(頻率)展開，得到光的波長(頻率)成分和強度分布的記錄，即光譜。
光譜
線狀譜
連續譜
2．分類
吸收光譜
一、光譜
(1) 連續光譜
由連續分布的一切波長的光組成的光譜叫作連續譜。
熾熱的固體、液體及高壓氣體的光譜是連續譜，例如：白熾燈絲發出的光、燭焰、熾熱的鋼水發出的光都形成連續譜。
熾熱的固體
熾熱的液體
高壓氣體
(2) 線狀譜
只含有一些不連續的亮線的光譜叫線狀譜。線狀譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光。
稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射光譜是線狀譜。
線狀譜是由游離狀態的原子發射的，也叫原子光譜。
各種原子的發射光譜都是線狀光譜，說明原子只發出幾種特定頻率的光。
不同原子的亮線位置（譜線）不同，說明不同原子的發光頻率不同。因此線狀光譜的譜線被稱為原子的特征譜線。
(3)吸收光譜：連續譜中某些波長的光被物質吸收后的光譜
Na的發射光譜
Na的吸收光譜
各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發射光譜中的一條明線相對應。
思考：煙花中的五顏六色是什么原理呢？
銅——藍色火焰
鈉——橙黃色火焰
鍶——紅色火焰
鋇——綠色火焰
3．光譜分析
(1)定義：利用原子的特征譜線來鑒別物質和確定物質的組成成分．
(2)優點：靈敏度高，樣本中一種元素的含量達到10 13 kg時就可以被檢測到。同種物質吸收光譜中的暗線與它線狀譜中的明線相對應，線狀譜和吸收光譜中的譜線都是原子的特征光譜，都可以用于光譜分析。
觀察光譜的實驗裝置
光譜分析儀
氣體放電管
金屬導桿
感應圈
電源
玻璃管中稀薄氣體的分子在強電場的作用下會電離，成為自由移動的正負電荷，于是氣體變成導體，導電時會發光。
二、氫原子光譜
氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。
從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜，如圖所示。
可見光區
1885年，巴耳末對當時已知的，在可見光區的4條譜線作了分析，發現這些譜線的波長可以用一個公式表示：
式中R叫里德伯常量，R＝1.096 775 81×107 m－1，它確定的這一組線譜稱為巴耳末系。
氫原子光譜的其他線系
n = 2，3，4 …
n = 4，5，6 …
n = 5，6，7 …
n = 6，7，8 …
萊曼線系
紅外區還有三個線系
帕邢系
布喇開系
普豐特系
紫外線區
1.月亮的光通過分光鏡所得到的光譜是(　　)
A．連續譜
B．吸收光譜
C．線狀光譜
D．原子光譜
B
隨堂檢測
2.太陽的連續光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線，產生這些暗線是由于(　　)
A．太陽表面大氣層中缺少相應的元素
B．太陽內部缺少相應的元素
C．太陽表面大氣層中存在著相應的元素
D．太陽內部存在著相應的元素
C
3.下列對氫原子光譜實驗規律的認識中，正確的是(　　)
A.因為氫原子核外只有一個電子，所以氫原子只能產生一種波長的光
B.氫原子產生的光譜是一系列波長不連續的譜線
C.氫原子產生的光譜是一系列亮度不連續的譜線
D.氫原子產生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱有關
B
4. (多選)下列物質中產生線狀譜的是(　　)
A.熾熱的鋼水
B.發光的日光燈管
C.點燃的蠟燭
D.極光
BD

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