光譜
1. 定義： 用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長（頻率）和強度分布的記錄。
2. 分類：物質(zhì)的光譜按其產(chǎn)生方式不同可分為兩大類：發(fā)射光譜和吸收光譜。
（1）發(fā)射光譜：物體直接發(fā)出的光通過分光后產(chǎn)生的光譜，它可以分為連續(xù)譜和線狀譜。
① 連續(xù)譜：由連續(xù)分布的一切波長的光（一切單色光）組成的光譜。
② 線狀譜：只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜。
（2）吸收光譜：高溫物體發(fā)出的白光通過溫度較低的物質(zhì)時，某些波長的光被該物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜。
3. 特征譜線： 各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，且不同原子的亮線位置不同，故這些亮線稱為原子的特征譜線。
4. 光譜分析
（1）各種原子都有自己的特征譜線，根據(jù)原子的特征譜線分析鑒別物質(zhì)、確定其組成成分的方法叫做光譜分析。
（2）優(yōu)點：靈敏度高。樣本中元素含量達到 10-10g就可以被檢測到。
（3）應(yīng)用：檢查物體的純度；鑒別和發(fā)現(xiàn)元素；天文學(xué)上光譜的紅移表明恒星的遠離等。
（4）光譜分析可以使用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以使用吸收光譜，因它們都有原子自身的特征譜線，但不能使用連續(xù)光譜。
（5）熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的是連續(xù)光譜，而稀薄氣體發(fā)射的是線狀譜。
5. 太陽光譜
（1）特點：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，太陽光譜是一種吸收光譜。
（2）解釋：陽光中含有各種顏色的光，當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時，太陽高層大氣含有的元素會吸收它自己特征譜線的光，再向四面八方發(fā)射出去，到達地球的這些譜線看起來就弱了，形成連續(xù)譜背景下的暗線。
（3）意義：分析太陽大氣中含有的化學(xué)成分；證明物質(zhì)構(gòu)成的統(tǒng)一性；為深入原子世界開辟道路。
氫原子光譜的實驗規(guī)律
1. 光的產(chǎn)生： 許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。
2. 氫原子光譜：在充有稀薄氫氣的放電管兩極間加上2kV～3kV的高壓，使氫氣放電，氫原子在電場的激發(fā)下發(fā)光，可以獲得氫原子光譜。
3. 巴耳末系： 在氫原子光譜圖中可見光區(qū)內(nèi)，從右到左的四條譜線中，相鄰譜線間的距離越來越小，稱為巴耳末系。
4. 巴耳末系公式
式中：R 為里德伯常量，R = 1.10 × 107m-1；n 為整數(shù)。
①巴耳末線系的 4 條譜線都處于可見光區(qū)。
②在巴耳末線系中 n 值越大，對應(yīng)的波長 λ 越短，即n = 3 時，對應(yīng)的波長最長；n = 6 時，對應(yīng)的波長最短。
③除了巴耳末線系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線，也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。
經(jīng)典理論的困難
1. 經(jīng)典物理學(xué)無法解釋原子的穩(wěn)定性
按經(jīng)典電磁理論，由于電子繞核運動時不斷向外輻射電磁波，電子能量不斷減少，電子將逐漸接近原子核，最后落于核上，這樣，原子應(yīng)是一個不穩(wěn)定系統(tǒng)。但事實并非如此，原子是一個很穩(wěn)定的系統(tǒng)。
2. 經(jīng)典物理學(xué)無法解釋原子光譜的分立特征
按經(jīng)典電磁理論，電子繞核轉(zhuǎn)動要向周圍空間輻射電磁波，電磁波頻率等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著電子運動的軌道半徑不斷變化，電子輻射的電磁波頻率也在不斷地變化，因而所呈現(xiàn)的光譜應(yīng)為連續(xù)光譜。然而，事實上原子光譜是由一些不連續(xù)的亮線組成的分立的線狀譜。
玻爾原子理論的基本假設(shè)
1、軌道假設(shè)
原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運動，服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。但是，電子軌道半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時，這樣的軌道才是可能的。即電子的軌道是量子化的。 電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。
2、能級假設(shè)
當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同狀態(tài)，具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。
這些量子化的能量值叫能級；原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫定態(tài)。
能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。
下圖是氫原子基態(tài)（第一能級）與激發(fā)態(tài)之間的等量關(guān)系：
其中En表示第n能級的能量，E1表示基態(tài)（第一能級），
3、躍遷假設(shè)
當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（設(shè)能量為En，m>n）時，它輻射出一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即
同樣的，當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由兩種定態(tài)的能量差決定。
電離：完全脫離原子核束縛，電離條件：hv≥En。電離后電子剩余動能為：
玻爾理論對氫光譜的解釋
1. 解釋巴耳末系公式
（1）按照玻爾理論，原子從高能級 (如從E3) 躍遷到低能級，(如到E2)時輻射的光子的能量為hν＝E3－E2。
（2）巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2。并且理論上的計算和實驗測量的里德伯常量符合得很好。
2. 解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光
通常情況下，原子處于基態(tài)，基態(tài)是最穩(wěn)定的，原子受到電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地向能量較低的能級躍遷，放出光子，最終回到基態(tài)。
3. 解釋氫原子光譜的不連續(xù)性
原子從較高能級向低能級躍遷時放出光子的能量等于前后兩能級差，由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。
4. 解釋不同原子具有不同的特征譜線
不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu)，能級各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同。
玻爾理論的局限性
1. 玻爾理論的成就
（1）玻爾理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域。
（2）提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律。
2. 玻爾理論的局限性
過多地保留了經(jīng)典理論，即保留經(jīng)典粒子的觀念，把電子的運動看作經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運動。
3. 電子云
原子中的電子沒有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述電子在某個位置出現(xiàn)概率的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點表示時，這種圖象就像云霧一樣分布在原子核周圍，故稱電子云。
世界是很奇怪的
