第3节 氢原子光谱
1.知道光谱、连续谱和线状谱等概念． 2.知道氢原子光谱的实验规律． 3．了解经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立的特性．
一、光谱
1．定义：按照光的波长和强度分布展开排列的记录，即光谱．
2．分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱．有的光谱不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．
3．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线．
4．光谱分析
(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．
(2)优点：灵敏度高．
二、氢原子光谱的实验规律
1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径．
2．巴耳末公式：＝R(n＝3、4、5…)．
3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．
三、经典理论的困难
1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验．
2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．
判一判 (1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．( )
(2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光． ( )
(3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．( )
(4)经典物理学无法解释原子光谱的分立特征．( )
(5)经典物理学可以很好地应用于宏观边界，也能解释原子世界的现象．( )
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
做一做 (多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )
A．发射光谱包括连续谱和线状谱
B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱
C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析
D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素
提示：选ACD．线状谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可用来进行光谱分析，太阳光谱是吸收光谱．A、C、D选项正确．
想一想 巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立性．用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立性？
提示：不能．卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子的散射实验．但经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的不连续性．具体分析如下：据卢瑟福核式结构模型和经典力学理论、电磁理论知核外电子绕原子核旋转产生变化的电磁场，而变化的电磁场会激发电磁波，电磁波向外传播辐射，电子失去能量最后会坠入原子核，辐射能量(电磁波)的频率等于绕核旋转的频率，电子绕核旋转过程随着能量的减小，转得越来越快，这个变化是连续的，辐射各种频率(波长)的光，原子光谱应是连续的，所以不能解释氢原子这种分立性．
光谱和光谱分析
1．光谱的分类
2．太阳光谱
(1)特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．
(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线．
3．光谱分析
(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.
(2)应用
①应用光谱分析发现新元素；
②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；
