高中物理18_3　氫原子光譜課件1人教版選修3-5

1、氫原子光譜,引言,每種原子、分子都有其特征光譜。因此分析其特征光譜，對研究不同原子、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)的一個重要分支，并被廣泛用于科研和生產(chǎn)中。　　 氫原子是最簡單的原子，其光譜線在按波長（或波數(shù)）大小的排列次序上顯示出簡單的規(guī)律性。研究原子結(jié)構(gòu)，很自然氫原子首先被關(guān)注。,１８８５年巴耳末（Ｂａｌｍｅｒ，Ｊ．Ｊ．１８２５—１８９８）根據(jù)埃格斯充（Ａｕｇｓｔｒｏｍ，Ａ．Ｊ．１８１４—１８７４）對光譜線的精確測

2、量，提出了氫原子光譜可見光區(qū)域光譜線波長的經(jīng)驗公式。１９１３年，玻爾（Ｂｏｈｒ，Ｎ．Ｈ．Ｄ．１８８５—１９６２）引入量子概念提出的氫原子模型假說，給出了氫光譜線系規(guī)律的理論解釋。,一.實驗?zāi)康亩?實驗原理三.實驗儀器四.實驗內(nèi)容與步驟五.數(shù)據(jù)記錄與處理,一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)光譜分析的方法；2、測量氫原子特征譜線波長，并驗算里德伯常量。,二、實驗原理　　原子受激發(fā)后，核外電子由低能級被激發(fā)到較高能級上。處于激發(fā)態(tài)的原子是

3、不穩(wěn)定的，在電子從比較高的能級躍遷到低能級的過程中，原子釋放能量發(fā)光，每條譜線對應(yīng)于從一能級躍遷到另一個能級發(fā)射的光子。氫原子的光譜線在可見光區(qū)有３條，分別紅線、藍(lán)綠線、青線。,,,,氫光譜巴耳末線系分布規(guī)律的經(jīng)驗公式為式中：ν為波數(shù)（波長的倒數(shù)）；　是一個實驗常數(shù)，稱為里德伯常量；　　　　　　　 ，每一個數(shù)代表一條譜線。,本實驗通過棱鏡的色散觀察氫原子的巴耳末線系中的紅青藍(lán)三條譜線．借助于分光計，和三棱鏡通過測量氫原子特征譜

4、線波長，來驗算里德伯常量．　　　利用高電壓激發(fā)的汞燈來獲得汞的原子光譜，(汞的原子光譜線波長是知道的)。利用高電壓激發(fā)的氫燈來獲得氫的原子光譜，用分光計測量光譜線的偏向角。,,一束平行光經(jīng)過棱鏡之后會發(fā)生偏折。偏折后的方向和原來入射方向所夾的角叫偏向角如圖。對于一定的棱鏡來說，如果保持光線的入射角i不變，則偏向角與入射光線的波長有確定的對應(yīng)關(guān)系。因此，在保持入射角i不變的前提下，用含有各種已知波長的光線入射，用分光計分別測出各波長相應(yīng)

5、的偏向角θ，再以θ為橫坐標(biāo)，波長λ為縱坐標(biāo)，就可畫出一條曲線，即為定標(biāo)曲線，如圖所示。,,若此時仍保持入射角i不變，用未知波長的光線入射，測出相應(yīng)的偏向角θ′，便可從定標(biāo)曲線上找出它所對應(yīng)的波長來。本實驗用汞原子光譜作出定標(biāo)曲線，再測出氫原子三條可觀察到的光譜線的偏向角，在定標(biāo)曲線上求出它們所對應(yīng)的波長，驗算里德伯常數(shù)。,為了保證入射角i不變，可以采用如下方法：在測定定標(biāo)曲線時，使汞的青譜線的入射角等于出射角，也就是使青譜線的偏向角剛好