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高中氢原子光谱 高中为什么学氢原子光谱,不学别的?氢原子有什么特别意义?

2021-04-25知识20

氢原子光谱是连续谱吗? 经典电磁理论认为能量是连续的,所以原子的吸收/发射光谱由能级跃迁产生,而能量可以取任意的数值.也就是说,任何波段的电磁辐射都可能会出现,所得到的光谱必然是连续光谱.然而观测到元素的谱线并非如此,而由若干不连续的吸收/发射峰构成.经典电磁理论无法解释这一现象,这是促成量子力学发展的一个重要原因.

高中为什么学氢原子光谱,不学别的?氢原子有什么特别意义? 氢原子简单!别的元素太复杂,几乎没办法用来教学!

氢原子光谱的光谱线公式 1885年瑞士物理学家J.巴耳末首先把上述光谱用经验公式:λ=Bn2/(n2-22)(n=3,4,5,·)表示出来,式中B为一常数。这组谱线称为巴耳末线系。当n→时,λ→B,为这个线系的极限,这时邻近二谱线的波长之差趋于零。1890年J.里德伯把巴耳末公式简化为:1/λ=RH(1/22-1/n2)(n=3,4,5,·)式中RH称为氢原子里德伯常数,其值为(1.096775854±0.000000083)×107m-1。后来又相继发现了氢原子的其他谱线系,都可用类似的公式表示。波长的倒数称波数,单位是m-1,氢原子光谱的各谱线系的波数可用一个普遍公式表示:σ=RH(1/m2-1/n2)对于一个已知线系,m为一定值,而n为比m大的一系列整数。此式称为广义巴耳末公式。氢原子光谱现已命名的六个线系如下:莱曼系 m=1,n=2,3,4,·紫外区 巴耳末系 m=2,n=3,4,5,·可见光区 帕邢系 m=3,n=4,5,6,·红外区 布拉开系 m=4,n=5,6,7,·近红外区 芬德系 m=5,n=6,7,8,·远红外区 汉弗莱系 m=6,n=7,8,9,·远红外区 广义巴耳末公式中,若令T(m)=RH/m2,T(n)=RH/n2,为光谱项,则该式可写成σ=T(m)-T(n)。氢原子任一光谱线的波数可表示为两光谱项之差的规律称为并合原则,又称里兹组合原则。对于核外只有一个电子的类氢原子(如He+,Li2+。

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