中国科学技术大学：《光学与原子物理》课程授课教案（原子物理学）第一章 Bohr波尔原子模型 §1.2 原子光谱 §1.3 Bohr的氢原子模型 §1.4 类氢离子的光谱 §1.5 Franck-Hertz实验

§1.2原子光谱

§1.2 原子光谱

1、光谱 ·一、光谱 。 光谱是光强按频率或波长的分布。用函数 表示为=I(入)，或者I=I(v)。 Solar Spectrum Nitrogen Spectrum

1 、光谱 • 一、光谱 • 光谱是光强按频率或波长的分布。用函数 表示为I=I（λ），或者I=I（ν）。 Nitrogen Spectrum Solar Spectrum

光谱的测量 ·用棱镜色散或光栅衍射 入射狭缝SI 球面镜MI 反射光册G (闪耀光 入射光 栅) 入2 球面镜M2 三棱镜 透镜 接收装置 出射狭缝S2 可以进行照相记录 ·或利用光电探测器记录

光谱的测量 • 用棱镜色散或光栅衍射 • 可以进行照相记录 • 或利用光电探测器记录

High Resolution Solar Spectrum

High Resolution Solar Spectrum

元素的光谱 ·1859年，德国科学家基尔霍夫和本生研究 了各种火焰和火花的光谱，注意到每种元 素都有其独特的光谱，他们发明了光谱分 析法，并用这种方法发现了新元素铯和铷。 ·1852年，瑞典物理学家埃格斯特朗(A.J. Angstrom)发表了一篇论文，列出了一系列 物质的特征光谱，现在常用的波长单位埃 (1A=10-10m)就是以其姓氏而命名

元素的光谱 • 1859年，德国科学家基尔霍夫和本生研究 了各种火焰和火花的光谱，注意到每种元 素都有其独特的光谱，他们发明了光谱分 析法，并用这种方法发现了新元素铯和铷。 • 1852年，瑞典物理学家埃格斯特朗 (A. J. Ångström)发表了一篇论文，列出了一系列 物质的特征光谱，现在常用的波长单位埃 （1Å=10-10m）就是以其姓氏而命名

光谱的分类 ·根据物质的发光机制，可以将光谱分为热 辐射谱、荧光（发光）光谱，等等。 黑体辐射谱密度 6000K 9K 6G72-P72 Surface of sun 6000 K Carbon arc 4000 K Max lamp filament 3000 K G72-P52 5000 6G72-P32 4000K 560 580 600 620 640 000K图 Wavelength(nm) UV R

光谱的分类 • 根据物质的发光机制，可以将光谱分为热 辐射谱、荧光（发光）光谱,等等

H Na Ne Hg H2 太阳光谱

·根据实验方法， 可以分为发射光谱、吸收光 谱、激发光谱，等等。 吸收材料 发光材料 单色仪 发射谱 →- 變 入射光 吸收谱 Energy (eV) 10.50 10.00 9.50 发光材料 ◆固定波长光强 波长可调激发光 115 120 125 130 135 Wavelength(nm)

• 根据实验方法，可以分为发射光谱、吸收光 谱、激发光谱，等等。 单色仪 激发 发光材料 发射谱 入射光 吸收谱 吸收材料 波长可调激发光 固定波长光强 发光材料

根据光谱的分布特征，可以分为线状光谱、 带状光谱、连续光谱。 B 8s712-9 5D0-FJ 2 3 8S12 6GJ 5D1→7F C.T, Eu3+-F 8S72→DJ 01 3 出的 550 600 650 700 160 200 240 280 Wavelength(nm) Wavelength(nm) Fig.3.(A)Emission spectra of LiGdF:Eu3+(0.5 mol%)upon excitation in the 61,levels of Gd3+ at 273 nm (violet line)and upon excitation in the 5G,levels of Gd3+at 202 nm(red line),both at 300 K.The spectra are scaled on the 5DFemission intensity.(B)Excitation spectra of LiGdF:Eu3+(0.5 mol%)monitoring the'5D,7F>emission of Eu3+at 554 nm (violet line)and the 5Do-7F2 emission at 614 nm (red [ine),both at 300 K.The spectra are scaled on theexcitation intensity

• 根据光谱的分布特征，可以分为线状光谱、 带状光谱、连续光谱

线状谱和连续谱 400 500 600 700 H He Ne H 8s72-G1328s72-5C2212 5G72 8S72-G32 194 196 198 200 202 204 Wavelength(nm)