1,下述哪种跃迁不能产生,为什么?
( 1) 31S0- 31P1 ( 2) 31S0- 31D2
( 3) 33P2- 33D3 ( 4) 43S1- 43P1
( 电子跃迁的选择定则 )
2.简要说明原子光谱项符号及能级图的含义 。
3.原子发射光谱产生的原理 。
4.棱镜和光栅的分光原理有何不同, 它们
产生的光谱特征有何不同?
根据量子力学原理,电子跃迁不能
在任意两个能级间进行,而必须遵循一定
的“选择定则”。这些定则是:
1,主量子数的变化,Δn为整数,包括 0。
2,总角量子数的变化,ΔL= ?1。
3,内量子数的变化,ΔJ= 0,?1。但当 J= 0
时,ΔJ= 0的跃迁是不容许的。
4,总自旋量子数 ΔS= 0,即不同多重性状态
之间的跃迁是禁阻的。
由于( 31S0- 31D2)不符合选择定
则中 ΔL= ?1,所以这种跃 迁是禁阻的。
? 原子光谱是由原子外层的价电子在两能级间
跃迁而产生的, 原子的能级通常用光谱项符
号来表示,n2S+1LJ or n M LJ
? n为主量子数; L为总量子数; S为总自旋量子
数; J为内量子数 。 M=2S+1,称为谱线的多重
性 。 J又称光谱支项 。
? 光谱项可用来表示原子的能级状态 。 如 32S1/2
表示钠原子的能级时, 表明钠的电子处于 n=3,
L=0,M=2(S=1/2),J=1/2的能级状态, 这是钠
原子的基态光谱项 。 由于一条谱线是原子的
外层电子在两个能级之间的跃迁产生的, 故
可用两个光谱项来表示 。
? Na588.99nm可用两个光谱项表示,32S1/2
- 32P3/2。这表示 Na588.99nm共振线是电
子在 32S1/2- 32P3/2之间跃迁产生的。从光
谱项可知它是第 3主量子层、角量子数为 L
= 0的电子跃迁至同一主量子层( n=3),角
量子数 L= 1的状态。因为符号左上角是 2,
所以这种谱线是二重的。即靠近 588.99nm
还有另一条共掁线 589.59nm。从 L右下角
的符号 J,还知道电子跃迁的支能级,它表
示电子运动的又一个能量状态。
能级图
? 把原子中所可能存在的光谱项能级及能级跃迁用
平面图解的形式表示出来,称为能级图 。
? 能级图的纵坐标表示能量, 实际 存在的能级用
水平横线表示 。
? 横线 ( 能级 ) 之间距离从下至上逐渐减小, 理论
上, 当 n趋于 ∞时, 距离趋于 0,即在顶端附近有
无限条密集的水平横线表示务激发态 。 最下面一条水平横线表示基态 。
? 可能发射的谱线用线联结, 联线的粗细粗略地可
表示谱线的强弱 。
? 由各种不同的高能级跃迁到同一低能级时, 发射
的一系列谱线称之为线系 。
原子的核外电子一般处在基态运动,当
获取足够的能量后,就会从基态跃迁到
激发态,处于激发态不稳定(寿命小于
10-8 s),迅速回到基态时,就要释放
出多余的能量,若此能量以光的形式出
显,即得到发射光谱。
光栅光谱 棱镜光谱
分光原理 衍射与干射 折射
均匀排列 非均匀排列
由紫到红 由红到紫
级有重叠 无此现象
光栅适用的波长范围较棱镜宽
( 1) 31S0- 31P1 ( 2) 31S0- 31D2
( 3) 33P2- 33D3 ( 4) 43S1- 43P1
( 电子跃迁的选择定则 )
2.简要说明原子光谱项符号及能级图的含义 。
3.原子发射光谱产生的原理 。
4.棱镜和光栅的分光原理有何不同, 它们
产生的光谱特征有何不同?
根据量子力学原理,电子跃迁不能
在任意两个能级间进行,而必须遵循一定
的“选择定则”。这些定则是:
1,主量子数的变化,Δn为整数,包括 0。
2,总角量子数的变化,ΔL= ?1。
3,内量子数的变化,ΔJ= 0,?1。但当 J= 0
时,ΔJ= 0的跃迁是不容许的。
4,总自旋量子数 ΔS= 0,即不同多重性状态
之间的跃迁是禁阻的。
由于( 31S0- 31D2)不符合选择定
则中 ΔL= ?1,所以这种跃 迁是禁阻的。
? 原子光谱是由原子外层的价电子在两能级间
跃迁而产生的, 原子的能级通常用光谱项符
号来表示,n2S+1LJ or n M LJ
? n为主量子数; L为总量子数; S为总自旋量子
数; J为内量子数 。 M=2S+1,称为谱线的多重
性 。 J又称光谱支项 。
? 光谱项可用来表示原子的能级状态 。 如 32S1/2
表示钠原子的能级时, 表明钠的电子处于 n=3,
L=0,M=2(S=1/2),J=1/2的能级状态, 这是钠
原子的基态光谱项 。 由于一条谱线是原子的
外层电子在两个能级之间的跃迁产生的, 故
可用两个光谱项来表示 。
? Na588.99nm可用两个光谱项表示,32S1/2
- 32P3/2。这表示 Na588.99nm共振线是电
子在 32S1/2- 32P3/2之间跃迁产生的。从光
谱项可知它是第 3主量子层、角量子数为 L
= 0的电子跃迁至同一主量子层( n=3),角
量子数 L= 1的状态。因为符号左上角是 2,
所以这种谱线是二重的。即靠近 588.99nm
还有另一条共掁线 589.59nm。从 L右下角
的符号 J,还知道电子跃迁的支能级,它表
示电子运动的又一个能量状态。
能级图
? 把原子中所可能存在的光谱项能级及能级跃迁用
平面图解的形式表示出来,称为能级图 。
? 能级图的纵坐标表示能量, 实际 存在的能级用
水平横线表示 。
? 横线 ( 能级 ) 之间距离从下至上逐渐减小, 理论
上, 当 n趋于 ∞时, 距离趋于 0,即在顶端附近有
无限条密集的水平横线表示务激发态 。 最下面一条水平横线表示基态 。
? 可能发射的谱线用线联结, 联线的粗细粗略地可
表示谱线的强弱 。
? 由各种不同的高能级跃迁到同一低能级时, 发射
的一系列谱线称之为线系 。
原子的核外电子一般处在基态运动,当
获取足够的能量后,就会从基态跃迁到
激发态,处于激发态不稳定(寿命小于
10-8 s),迅速回到基态时,就要释放
出多余的能量,若此能量以光的形式出
显,即得到发射光谱。
光栅光谱 棱镜光谱
分光原理 衍射与干射 折射
均匀排列 非均匀排列
由紫到红 由红到紫
级有重叠 无此现象
光栅适用的波长范围较棱镜宽