氢原子光谱

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α粒子散射的实验使我们知道原子具有核式结构,原子的中心有一个带正电的原子核,它几乎集中了原子的全部质量,而电子则在核外广阔的空间绕核旋转。但电子在核的周围怎样运动?它的能量怎样变化?这些还要通过其他事实来认识。


光谱

1、定义:含有多种颜色的光被分解后,各种单色光按波长大小依次排列的图案。

2、分类

(1)连续谱:连续分布的包含有从红光到紫光各种颜色光的光谱叫做连续光谱。

(2)线状谱:只含有一些不连续的亮线的光谱。

线状谱的特点:不连续,只是些亮线组成;不同色,每种颜色对应着一种波长;不等距,相邻两种光的波长间距不相同。

3、光谱分析:每种原子都有自己特定的线状谱。不同的原子,其原子光谱不同——原子的“指纹”,因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成,这种方法叫做光谱分析。

氢原子光谱

氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。

氢原子光谱

1885年,巴耳末对当时已知的,在可以见光区的四条谱线做了分析,发现上图的这些谱线可以用一个公式来表示,这个公式被称为巴耳末式,公式如下:

巴耳末式

其中R叫做里德伯常量,,λ为波长,n为大于等于3的正整数。

经典理论的困难

核外电子绕核运动,会向外辐射电磁波,导致电子能量减少,电子轨道半径会连续变小,最后电子会一头栽到原子核上,所以原子应该是不稳定的。由于电子能量减少是连续变化的,辐射出的电磁波频率应该也是连续变化的,即原子的光谱应该是连续谱。但事实告诉我们,原子是稳定的,原子光谱是线状谱。

1、无法解释原子的稳定性。

2、无法解释原子光谱的分立性。

这些问题无法用经典理论解释,引入新观念是必要的,这就是下一节“玻尔的原子模型”的内容了。

高中物理知识点总结

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