氢原子光谱— 刘叔物理

α粒子散射的实验使我们知道原子具有核式结构，原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外广阔的空间绕核旋转。但电子在核的周围怎样运动？它的能量怎样变化？这些还要通过其他事实来认识。

光谱

1、定义：含有多种颜色的光被分解后，各种单色光按波长大小依次排列的图案。

2、分类

（1）连续谱：连续分布的包含有从红光到紫光各种颜色光的光谱叫做连续光谱。

（2）线状谱：只含有一些不连续的亮线的光谱。

线状谱的特点：不连续，只是些亮线组成；不同色，每种颜色对应着一种波长；不等距，相邻两种光的波长间距不相同。

3、光谱分析：每种原子都有自己特定的线状谱。不同的原子，其原子光谱不同——原子的“指纹”，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成，这种方法叫做光谱分析。

氢原子光谱

氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

氢原子光谱

1885年，巴耳末对当时已知的，在可以见光区的四条谱线做了分析，发现上图的这些谱线可以用一个公式来表示，这个公式被称为巴耳末式，公式如下：

巴耳末式

其中R叫做里德伯常量，，λ为波长，n为大于等于3的正整数。

经典理论的困难

核外电子绕核运动，会向外辐射电磁波，导致电子能量减少，电子轨道半径会连续变小，最后电子会一头栽到原子核上，所以原子应该是不稳定的。由于电子能量减少是连续变化的，辐射出的电磁波频率应该也是连续变化的，即原子的光谱应该是连续谱。但事实告诉我们，原子是稳定的，原子光谱是线状谱。

1、无法解释原子的稳定性。

2、无法解释原子光谱的分立性。

这些问题无法用经典理论解释，引入新观念是必要的，这就是下一节“玻尔的原子模型”的内容了。

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