2021-2022学年高二物理竞赛课件：氢原子光谱和玻尔理论 .pptx

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1、氢原子光谱氢原子光谱和和玻尔理论玻尔理论 除了黑体辐射、光电效应及康普顿散射外，经典物理除了黑体辐射、光电效应及康普顿散射外，经典物理还在还在原子的结构原子的结构和和原子光谱的谱线原子光谱的谱线规律上，遇到重大困规律上，遇到重大困难。难。18971897年，人们发现了电子，并从实验中知道，电子年，人们发现了电子，并从实验中知道，电子是所有原子的基本组成部分。在这之后，物理学的中心是所有原子的基本组成部分。在这之后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘。问题就是探索原子内部的奥秘。原子发光是重要的原子现象之一，对原子光谱的原子发光是重要的原子现象之一，对原子光谱的研究是了解原子内部结构的重要手

2、段之一研究是了解原子内部结构的重要手段之一。01 01 原子结构经典理论原子结构经典理论原子结构经典理论原子结构经典理论 汤姆孙汤姆孙(J.J.Thomson)1898年提出年提出1 1 汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型(西瓜模型西瓜模型西瓜模型西瓜模型)原子为半径约原子为半径约10-10m的球体的球体带正电的物质均匀地分布于球体内带正电的物质均匀地分布于球体内电子镶嵌在球内一个个同心环上电子镶嵌在球内一个个同心环上定性解释了元素的周期性和光辐射定性解释了元素的周期性和光辐射定性解释了元素的周期性和光辐射定性解释了元素的周期性和光辐射不能解释大量不同频率的氢原子光谱不能

3、解释大量不同频率的氢原子光谱不能解释大量不同频率的氢原子光谱不能解释大量不同频率的氢原子光谱电子在平衡位置上作简谐振动，并产生发射电磁辐射电子在平衡位置上作简谐振动，并产生发射电磁辐射 复习复习实验结果实验结果实验结果实验结果绝大多数的粒子沿绝大多数的粒子沿绝大多数的粒子沿绝大多数的粒子沿着原来方向前进着原来方向前进着原来方向前进着原来方向前进少数粒子发生较大偏少数粒子发生较大偏少数粒子发生较大偏少数粒子发生较大偏转转转转极少数偏转超过极少数偏转超过极少数偏转超过极少数偏转超过9090度度度度个别几乎达到个别几乎达到个别几乎达到个别几乎达到180180度度度度汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并

4、测出其汤姆生通过阴极射线管，发现了电子并测出其荷质比。荷质比。2 2 卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型1911年卢瑟福年卢瑟福 原子行星模型原子行星模型有核原子模型有核原子模型 原子质量几乎全部集中原子质量几乎全部集中 在很小的核心区域在很小的核心区域_原子核原子核电子在核外绕核作轨道运动电子在核外绕核作轨道运动原子核带正电，电子带负电原子核带正电，电子带负电 电子加速运动向外发射电磁波电子加速运动向外发射电磁波能量减小使电子落在原子核上能量减小使电子落在原子核上!发射电磁波导致电子的能量减小发射电磁波导致电子的能量减小原子很稳定啊！原子很稳定啊！原子很稳定啊！原子很稳

5、定啊！早在早在1717世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的散现象，并把实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱光谱19世纪世纪80年代，光谱学的发展，使人们意识到年代，光谱学的发展，使人们意识到光谱规律实质是显示了原子内在的机理光谱规律实质是显示了原子内在的机理。光谱光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的在不可见光区域）的波长成分波长成分和和强度分布强度分布的记录。的记录。有时只是波长成分的记录。有时只是波长成分的记录。光谱可分为三类：线状光谱，带状光谱，连续光谱。连续光谱是固体

6、加热时发出的，带状光谱是分子所发出的，而线状光谱是原子所发出的。每一种元素都有它自己特有的光谱线，原子谱线“携带”着大量有关原子内部结构或原子能态变化特色的“信息”。通过研究光谱，就可以研究原子内部的结构，并通过原子光谱的实验数据来检验原子理论的正确性。光谱分析的应用光谱分析的应用记录原子光谱原理示意图氢放电管23kV光阑全息干板 三棱镜（或光栅）光源气体放电管：玻璃管中的稀薄气体的分子在强电场的作用下会电离，成为自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光。这样的装置叫做气体放电管。真空管中充入少量真空管中充入少量H2，通过高压放电，通过高压放电氢原子产生可见光、紫外光和红外光氢原子产生可见光、紫外光和红外光三棱镜分光分析表明：三棱镜分光分析表明：氢原子发出的光是氢原子发出的光是一系列分立的谱线一系列分立的谱线