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氢原子光谱的定义和实验规律

2021-02-22

文/何玉华

一、氢原子光谱的定义和实验规律

1、光谱的定义：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录叫光谱。

2、光谱分类：光谱分发射光谱和吸收光谱，发射光谱分连续光谱和线状谱。

3、氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式$\frac{1}{λ}=R\left(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{n^2}\right)$（$n=3,4,5\cdots,R$是里德伯常量，$R＝1.10×10^7 {\rm m}^{-1}$)。

4、光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。

二、氢原子光谱的相关例题

科学家对氢光谱可见光区的四条谱线进行了分析,发现这些谱线的波长可以用公式$\frac{1}{λ}=R\left(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{n^2}\right)$来表示。关于此公式,下列说法正确的是____

A．该公式是玻尔首先通过对光谱的分析得到的

B．公式中$R$为普朗克常量

C．公式中$n$的取值范围为自然数

D．公式中$n$越大，辐射出的光子能量越大

答案：D

解析：公式$\frac{1}{λ}=R\left(\frac{1}{2^2}-\frac{1}{n^2}\right)$是巴尔末通过对氢原子光谱的分析总结出来的，公式中的$R$叫做里德伯常量，选项A、B错误；公式中$n$的取值范围是$n=3，4，5，\cdots，$选项C错误；公式中$n$越大，得出的光的波长$λ$越短，由$ν=\frac{c}{λ}$可知，对应的光的频率越大，由$E=hν$可知，对应的光子能量越大，选项D正确。