氫原子發光為什麼同種顏色

㈠ 宇宙中的星雲呈現不同顏色的原因，主要說下氫，氦，氧，氮元素的顏色就好啦

我來介紹一些常識：
現代原子物理認為，原子是由原子核和電子組成，電子繞原子核的運行處於一些特定的軌道上，這些特定的軌道對應著特定的能級，電子可以在不同能級之間躍遷，並發射一個特定能量（對應特定波長）的光子，這就是星雲發光的一種重要機制（另一種重要機制是熱輻射）。
由於光子都有特定的波長，所以某種元素發出的光子都有自己的顏色，稱為譜線。考慮到原子的能級不止一個，一種元素可以對應幾種波長的輻射。比如氫原子可以發出幾種常見譜線，最重要的兩種顏色分別是紅色和藍色（具體可以查詢巴爾末線系）；氦原子可以發射一種藍色的譜線；正二價氧離子可以發射綠色的譜線；正一價氮離子可以發射紅色的譜線等等。我剛才說的顏色都是這些元素最亮的譜線的顏色，每種元素都可以發射多種譜線，各有不同的顏色。
這些顏色匯聚到一起，就形成了五顏六色的星雲顏色。當然，如果你沒有學過足夠多的物理知識，你可能會看不太懂，把我說的這些當成常識去了解就可以了。

㈡ 為什麼在電場的激發下，氫原子就會發光

因為氫原子的核外電子在強電場的激發下，核外電子產生了能級躍遷，釋放出光子。

㈢ 為什麼各種原子吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發射光譜中的一條亮線相對應

吸收光譜是原子的電子由低能級躍遷到高能級躍遷產生的，發射光譜是電子由高能級躍遷到低能級產生的。原子軌道又是恆定的，所以一個吸收光譜必定對應一個發射光譜。

補充：氫原子在的電子有許多能級，不同能級間能量不同，且對於確定的兩能級間能量差是恆定的，氫原子只吸收這些能量值，向高能級越遷，因此暗處就是被吸收的能量等於能量差的光子，等氫在釋放這些光子後，又出現同樣能量的光子，因能量和光子頻率有關因此就是確定的頻率的光，也就是吸收和放出的都是同種能量的光。

㈣ 在發光星雲中，為什麼氫受到激發後會發光，而且顏色偏紅

根據玻爾理論，氫原子獲得能量後處於高能級，即激發態，回到基態時能量以光子形式發散出來。偏紅是由於氫原子光譜中紅光較多。至於為什麼紅光較多，一種理論認為氫原子核電荷數小，核外電子受激發所需能量少，加之核質量小，原子釋放光子時反沖效應大，使得放出光子能量少，由於紅光能量小於藍光，氫光譜向紅端移動。而對於序數大的原子，光譜偏藍，例如汞原子有很強的紫光和紫外光譜線。

㈤ 氫原子是什麼顏色的

單獨的原子不能表現物理性質。
物理性質是許許多多的分子或原子的集合體表現出來的。
比如氫氣是由氫原子構成的，常溫下氫氣是氣體。而氫原子和氧原子也可以構成水分子，常溫下水是液體。

㈥ 光譜如何和波長扯上關系呢紅色波長最長如何理解呢

連續光譜

連續分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續光譜．熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜．例如電燈絲發出的光、熾熱的鋼水發出的光都形成連續光譜．

只含有一些不連續的亮線的光譜叫做明線光譜．明線光譜中的亮線叫做譜線，各條譜線對應於不同波長的光．稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射光譜是明線光譜．明線光譜是由游離狀態的原子發射的，所以也叫原子光譜．觀察氣體的原子光譜，可以使用光譜管，它是一支中間比較細的封閉的玻璃管，裡面裝有低壓氣體，管的兩端有兩個電極．把兩個電極接到高壓電源上，管里稀薄氣體發生輝光放電，產生一定顏色的光．

明線光譜

觀察固態或液態物質的原子光譜，可以把它們放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒，使它們氣化後發光，就可以從分光鏡中看到它們的明線光譜．

實驗證明，原子不同，發射的明線光譜也不同，每種元素的原子都有一定的明線光譜．就是幾種元素的明線光譜．每種原子只能發出具有本身特徵的某些波長的光，因此，明線光譜的譜線叫做原子的特徵譜線．利用原子的特徵譜線可以鑒別物質和研究原子的結構．

吸收光譜高溫物體發出的白光（其中包含連續分布的一切波長的光）通過物質時，某些波長的光被物質吸收後產生的光譜，叫做吸收光譜。例如，讓弧光燈發出的白光通過溫度較低的鈉氣（在酒精燈的燈心上放一些食鹽，食鹽受熱分解就會產生鈉氣），然後用分光鏡來觀察，就會看到在連續光譜的背景中有兩條挨得很近的暗線．這就是鈉原子的吸收光譜．值得注意的是，各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發射光譜中的一條明線相對應．這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發出的光．因此，吸收光譜中的譜線（暗線），也是原子的特徵譜線，只是通常在吸收光譜中看到的特徵譜線比明線光譜中的少．

光譜的歷史和發展

光譜學的研究已有一百多年的歷史了。1666年，牛頓把通過玻璃棱鏡的太陽光分解成了從紅光到紫光的各種顏色的光譜，他發現白光是由各種顏色的光組成的。這是可算是最早對光譜的研究。

其後一直到1802年，渥拉斯頓觀察到了光譜線，其後在1814年夫琅和費也獨立地發現它。牛頓之所以沒有能觀察到光譜線，是因為他使太陽光通過了圓孔而不是通過狹縫。在1814～1815年之間，夫琅和費公布了太陽光譜中的許多條暗線，並以字母來命名，其中有些命名沿用至今。此後便把這些線稱為夫琅和費暗線。

實用光譜學是由基爾霍夫與本生在19世紀60年代發展起來的；他們證明光譜學可以用作定性化學分析的新方法，並利用這種方法發現了幾種當時還未知的元素，並且證明了太陽里也存在著多種已知的元素。

從19世紀中葉起，氫原子光譜一直是光譜學研究的重要課題之一。在試圖說明氫原子光譜的過程中，所得到的各項成就對量子力學法則的建立起了很大促進作用。這些法則不僅能夠應用於氫原子，也能應用於其他原子、分子和凝聚態物質。

氫原子光譜中最強的一條譜線是1853年由瑞典物理學家埃斯特朗探測出來的。此後的20年，在星體的光譜中觀測到了更多的氫原子譜線。1885年，從事天文測量的瑞士科學家巴耳末找到一個經驗公式來說明已知的氫原子諾線的位置，此後便把這一組線稱為巴耳末系。繼巴耳末的成就之後，1889年，瑞典光譜學家裡德伯發現了許多元素的線狀光譜系，其中最為明顯的為鹼金屬原子的光譜系，它們也都能滿足一個簡單的公式。

盡管氫原子光譜線的波長的表示式十分簡單，不過當時對其起因卻茫然不知。一直到1913年，玻爾才對它作出了明確的解釋。但玻爾理論並不能解釋所觀測到的原子光譜的各種特徵，即使對於氫原子光譜的進一步的解釋也遇到了困難。

能夠滿意地解釋光譜線的成因的是20世紀發展起來的量子力學。電子不僅具有軌道角動量，而且還具有自旋角動量。這兩種角動量的結合便成功地解釋了光譜線的分裂現象。

電子自旋的概念首先是在1925年由烏倫貝克和古茲密特作為假設而引入的，以便解釋鹼金屬原子光譜的測量結果。在狄喇克的相對論性量子力學中，電子自旋(包括質子自旋與中子自旋)的概念有了牢固的理論基礎，它成了基本方程的自然結果而不是作為一種特別的假設了。

1896年，塞曼把光源放在磁場中來觀察磁場對光三重線，發現這些譜線都是偏振的。現在把這種現象稱為塞曼效應。次年，洛倫茲對於這個效應作了滿意的解釋。

塞曼效應不僅在理論上具有重要意義，而且在應用中也是重要的。在復雜光譜的分類中，塞曼效應是一種很有用的方法，它有效地幫助了人們對於復雜光譜的理解。

根據研究光譜方法的不同，習慣上把光譜學區分為發射光譜學、吸收光譜學與散射光譜學。這些不同種類的光譜學，從不同方面提供物質微觀結構知識及不同的化學分析方法。

發射光譜可以區分為三種不同類別的光譜：線狀光譜、帶狀光譜和連續光譜。線狀光譜主要產生於原子，帶狀光譜主要產生於分子，連續光譜則主要產生於白熾的固體或氣體放電。

現在觀測到的原子發射的光譜線已有百萬條了。每種原子都有其獨特的光譜，猶如人的指紋一樣是各不相同的。根據光譜學的理論，每種原子都有其自身的一系列分立的能態，每一能態都有一定的能量。

我們把氫原子光譜的最小能量定為最低能量，這個能態稱為基態，相應的能級稱為基能級。當原子以某種方法從基態被提升到較高的能態上時，原子的內部能量增加了，原子就會把這種多餘的能量以光的形式發射出來，於是產生了原子的發射光譜，反之就產生吸收光譜。這種原子能態的變化不是連續的，而是量子性的，我們稱之為原子能級之間的躍遷。

在分子的發射光譜中，研究的主要內容是二原子分子的發射光譜。在分子中，電子態的能量比振動態的能量大50～100倍，而振動態的能量比轉動態的能量大50～100倍。因此在分子的電子態之間的躍遷中，總是伴隨著振動躍遷和轉動躍遷的，因而許多光譜線就密集在一起而形成帶狀光譜。

從發射光譜的研究中可以得到原子與分子的能級結構的知識，包括有關重要常數的測量。並且原子發射光譜廣泛地應用於化學分析中。

當一束具有連續波長的光通過一種物質時，光束中的某些成分便會有所減弱，當經過物質而被吸收的光束由光譜儀展成光譜時，就得到該物質的吸收光譜。幾乎所有物質都有其獨特的吸收光譜。原子的吸收光譜所給出的有關能級結構的知識同發射光譜所給出的是互為補充的。

一般來說，吸收光譜學所研究的是物質吸收了那些波長的光，吸收的程度如何，為什麼會有吸收等問題。研究的對象基本上為分子。

吸收光譜的光譜范圍是很廣闊的，大約從10納米到1000微米。在200納米到800納米的光譜范圍內，可以觀測到固體、液體和溶液的吸收，這些吸收有的是連續的，稱為一般吸收光譜；有的顯示出一個或多個吸收帶，稱為選擇吸收光譜。所有這些光譜都是由於分子的電子態的變化而產生的。

選擇吸收光譜在有機化學中有廣泛的應用，包括對化合物的鑒定、化學過程的控制、分子結構的確定、定性和定量化學分析等。

分子的紅外吸收光譜一般是研究分子的振動光譜與轉動光譜的，其中分子振動光譜一直是主要的研究課題。

分子振動光譜的研究表明，許多振動頻率基本上是分子內部的某些很小的原子團的振動頻率，並且這些頻率就是這些原子團的特徵，而不管分子的其餘的成分如何。這很像可見光區域色基的吸收光譜，這一事實在分子紅外吸收光譜的應用中是很重要的。多年來都用來研究多原子分子結構、分子的定量及定性分析等。

在散射光譜學中，喇曼光譜學是最為普遍的光譜學技術。當光通過物質時，除了光的透射和光的吸收外，還觀測到光的散射。在散射光中除了包括原來的入射光的頻率外(瑞利散射和廷德耳散射)，還包括一些新的頻率。這種產生新頻率的散射稱為喇曼散射，其光譜稱為喇曼光譜。

喇曼散射的強度是極小的，大約為瑞利散射的千分之一。喇曼頻率及強度、偏振等標志著散射物質的性質。從這些資料可以導出物質結構及物質組成成分的知識。這就是喇曼光譜具有廣泛應用的原因。

由於喇曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理學家喇曼等所發現。他們在用汞燈的單色光來照射某些液體時，在液體的散射光中觀測到了頻率低於入射光頻率的新譜線。在喇曼等人宣布了他們的發現的幾個月後，蘇聯物理學家蘭茨見格等也獨立地報道了晶體中的這種效應的存在。

喇曼效應起源於分子振動(和點陣振動)與轉動，因此從喇曼光譜中可以得到分子振動能級(點陣振動能級)與轉動能級結構的知識。

喇曼散射強度是十分微弱的，在激光器出現之前，為了得到一幅完善的光譜，往往很費時間。自從激光器得到發展以後，利用激光器作為激發光源，喇曼光譜學技術發生了很大的變革。激光器輸出的激光具有很好的單色性、方向性，且強度很大，因而它們成為獲得喇曼光譜的近乎理想的光源，特別是連續波氬離子激光器與氨離子激光器。於是喇曼光譜學的研究又變得非常活躍了，其研究范圍也有了很大的擴展。除擴大了所研究的物質的品種以外，在研究燃燒過程、探測環境污染、分析各種材料等方面喇曼光譜技術也已成為很有用的工具。

其它光學分支學科

光學、幾何光學、波動光學、大氣光學、海洋光學、量子光學、光譜學、生理光學、電子光學、集成光學、空間光學、光子學。

光譜的分類

按波長區域

在一些可見光譜的紅端之外，存在著波長更長的紅外線；同樣，在紫端之外，則存在有波長更短的紫外線。紅外線和紫外線都不能為肉眼所覺察，但可通過儀器加以記錄。因此，除可見光譜，光譜還包括有紅外光譜與紫外光譜。

按產生方式

按產生方式，光譜可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜。

有的物體能自行發光，由它直接產生的光形成的光譜叫做發射光譜。

發射光譜可分為三種不同類別的光譜：線狀光譜、帶狀光譜和連續光譜。線狀光譜主要產生於原子，由一些不連續的亮線組成；帶狀光譜主要產生於分子由一些密集的某個波長范圍內的光組成；連續光譜則主要產生於白熾的固體、液體或高壓氣體受激發發射電磁輻射，由連續分布的一切波長的光組成。

太陽光光譜是典型的吸收光譜。因為太陽內部發出的強光經過溫度較低的太陽大氣層時，太陽大氣層中的各種原子會吸收某些波長的光而使產生的光譜出現暗線。在白光通過氣體時，氣體將從通過它的白光中吸收與其特徵譜線波長相同的光，使白光形成的連續譜中出現暗線。此時，這種在連續光譜中某些波長的光被物質吸收後產生的光譜被稱作吸收光譜。通常情況下，在吸收光譜中看到的特徵譜線會少於線狀光譜。

當光照射到物質上時，會發生非彈性散射，在散射光中除有與激發光波長相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發光波長長的和短的成分，後一現象統稱為拉曼效應。這種現象於1928年由印度科學家拉曼所發現，因此這種產生新波長的光的散射被稱為拉曼散射，所產生的光譜被稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。

按產生本質

按產生本質，光譜可分為分子光譜與原子光譜。

在分子中，電子態的能量比振動態的能量大50～100倍，而振動態的能量又比轉動態的能量大50～100倍。因此在分子的電子態之間的躍遷中，總是伴隨著振動躍遷和轉動躍遷的，因而許多光譜線就密集在一起而形成分子光譜。因此，分子光譜又叫做帶狀光譜。

在原子中，當原子以某種方式從基態提升到較高的能態時，原子內部的能量增加了，這些多餘的能量將被以光的形式發射出來，於是產生了原子的發射光譜，亦即原子光譜。因為這種原子能態的變化是非連續量子性的，所產生的光譜也由一些不連續的亮線所組成，所以原子光譜又被稱作線狀光譜。

光譜分如下幾種形式。

發射光譜

物體發光直接產生的光譜叫做發射光譜。只含有一些不連續的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫做譜線，各條譜線對應於不同波長的光。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態的原子發射的，所以也叫原子光譜。觀察氣體的原子光譜，可以使用光譜管，它是一支中間比較細的封閉的玻璃管，裡面裝有低壓氣體，管的兩端有兩個電極。把兩個電極接到高壓電源上，管里稀薄氣體發生輝光放電，產生一定顏色的光。

線狀光譜

由狹窄譜線組成的光譜。單原子氣體或金屬蒸氣所發的光波均有線狀光譜，故線狀光譜又稱原子光譜。當原子能量從較高能級向較低能級躍遷時，就輻射出波長單一的光波。嚴格說來這種波長單一的單色光是不存在的，由於能級本身有一定寬度和多普勒效應等原因，原子所輻射的光譜線總會有一定寬度（見譜線增寬）；即在較窄的波長范圍內仍包含各種不同的波長成分。原子光譜按波長的分布規律反映了原子的內部結構，每種原子都有自己特殊的光譜系列。通過對原子光譜的研究可了解原子內部的結構，或對樣品所含成分進行定性和定量分析。

帶狀光譜

由一系列光譜帶組成，它們是由分子所輻射，故又稱分子光譜。利用高解析度光譜儀觀察時，每條譜帶實際上是由許多緊挨著的譜線組成。帶狀光譜是分子在其振動和轉動能級間躍遷時輻射出來的，通常位於紅外或遠紅外區。通過對分子光譜的研究可了解分子的結構。

連續光譜

連續分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續光譜。熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜。例如電燈絲發出的光、熾熱的鋼水發出的光都形成連續光譜。

原子光譜

觀察固態或液態物質的原子光譜，可以把它們放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒，使它們氣化後發光。

實驗證明，原子不同，發射的明線光譜也不同，每種元素的原子都有一定的明線光譜。彩圖7就是幾種元素的明線光譜。每種原子只能發出具有本身特徵的某些波長的光，因此，明線光譜的譜線叫做原子的特徵譜線。利用原子的特徵譜線可以鑒別物質和研究原子的結構。

吸收光譜

高溫物體發出的白光（其中包含連續分布的一切波長的光）通過物質時，某些波長的光被物質吸收後產生的光譜，(或具有連續譜的光波通過物質樣品時，處於基態的樣品原子或分子將吸收特定波長的光而躍遷到激發態，於是在連續譜的背景上出現相應的暗線或暗帶)，叫做吸收光譜。每種原子或分子都有反映其能級結構的標識吸收光譜。研究吸收光譜的特徵和規律是了解原子和分子內部結構的重要手段。吸收光譜首先由J.V.夫琅和費在太陽光譜中發現（稱夫琅和費線），並據此確定了太陽所含的某些元素。

常用名詞

1.生色團是指在一個分子中產生所示吸收帶的主要官能團，這里的吸收帶往往處在一般儀器的測量范圍內即波長大於210nm。生色團不為飽和基團。生色團吸收帶的位置受相鄰取代基或溶劑的影響，使躍遷的兩個能級距離減少或增大，吸收峰向長波或短波移動。

2.向長波移動，亦稱向紅移。

3.向短波移動，亦稱向藍移。

4.助色團是指本身在紫外區和可見區不顯示吸收的原子或基團，當連接一個生色團後，則使生色團的吸收帶向紅移並使吸收度增加。

5.使吸收帶的吸收強度增加的效應稱為增色效應，反之成為減色效應。

6.末端吸收是指吸收曲線隨著波長變短而強度增強，直至儀器測量的極限，而不顯示峰形。這種現象是由於吸收帶發生在更短的波長所致。極限處吸收稱末端吸收。

7.曲折或肩是指當吸收曲線在下降或上升處有停頓或吸收稍有增加的表示。這種現象常是由主峰內藏有其他的吸收峰所造成。

分光鏡

觀察光譜要用分光鏡，它是由平行光管A、三棱鏡P和望遠鏡筒B組成的。平行光管A的前方有一個寬度可以調節的狹縫S，它位於透鏡L1的焦平面①處。從狹縫射入的光線經透鏡L1折射後，變成平行光線射到三棱鏡P上。不同顏色的光經過三棱鏡沿不同的折射方向射出，並在透鏡L2後方的焦平面MN上分別會聚成不同顏色的像（譜線）。通過望遠鏡筒B的目鏡L3，就看到了放大的光譜像。如果在MN那裡放上照相底片，就可以攝下光譜的像。具有這種裝置的光譜儀器叫做攝譜儀。

元素光譜

不同的原子的顏色是不同的。不同元素的光譜不一樣，也就是他們吸收和跳變躍級釋放出的光的波長不一樣，因此也產生了顏色的差別。如果物質是以單原子的形式而存在，關鍵看該原子的電子激發能了。如果在可見光的某個范圍內，並且吸收某一部分光線，那它就顯剩下的部分的光線的顏色。如該原子的電子激發能非常低，可以吸收任意的光線，該原子就是黑色的，如果該原子的電子激發能非常高。不能吸收任何光線，它就是白色的。如果它能吸收短波部分的光線，那它就是紅色或黃色的。通過光譜的研究，人們可以得到原子、分子等的能級結構、能級壽命、電子的組態、分子的幾何形狀、化學鍵的性質、反應動力學等多方面物質結構的知識。

具體的元素光譜：紅色代表硫元素，藍色代表氧元素,而綠色代表氫元素。

光譜分析

由於每種原子都有自己的特徵譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成。這種方法叫做光譜分析。做光譜分析時，可以利用發射光譜，也可以利用吸收光譜。這種方法的優點是非常靈敏而且迅速。某種元素在物質中的含量達10g，就可以從光譜中發現它的特徵譜線，因而能夠把它檢查出來。光譜分析在科學技術中有廣泛的應用。例如，在檢查半導體材料硅和鍺是不是達到了高純度的要求時，就要用到光譜分析。在歷史上，光譜分析還幫助人們發現了許多新元素。例如，銣和銫就是從光譜中看到了以前所不知道的特徵譜線而被發現的。光譜分析對於研究天體的化學組成也很有用。十九世紀初，在研究太陽光譜時，發現它的連續光譜中有許多暗線（參看彩圖9，其中只有一些主要暗線）。最初不知道這些暗線是怎樣形成的，後來人們了解了吸收光譜的成因，才知道這是太陽內部發出的強光經過溫度比較低的太陽大氣層時產生的吸收光譜。仔細分析這些暗線，把它跟各種原子的特徵譜線對照，人們就知道了太陽大氣層中含有氫、氦、氮、碳、氧、鐵、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素。

復色 光經過色散系統分光後按波長的大小依次排列的圖案，如太陽光經過分光後形成按紅橙黃綠藍靛紫次序連續分布的彩色光譜。有關光譜的結構，發生機制，性質及其在科學研究、生產實踐中的應用已經累積了很豐富的知識並且構成了一門很重要的學科～光譜學。光譜學的應用非常廣泛，每種原子都有其獨特的光譜，猶如人們的「指紋」一樣各不相同。它們按一定規律形成若干光譜線系。原子光譜線系的性質與原子結構是緊密相聯的，是研究原子結構的重要依據。應用光譜學的原理和實驗方法可以進行光譜分析，每一種元素都有它特有的標識譜線，把某種物質所生成的明線光譜和已知元素的標識譜線進行比較就可以知道這些物質是由哪些元素組成的，用光譜不僅能定性分析物質的化學成分，而且能確定元素含量的多少。光譜分析方法具有極高的靈敏度和准確度。在地質勘探中利用光譜分析就可以檢驗礦石里所含微量的貴重金屬、稀有元素或放射性元素等。用光譜分析速度快，大大提高了工作效率。還可以用光譜分析研究天體的化學成分以及校定長度的標准原器等。

復色光經過色散系統（如棱鏡、光柵）分光後，按波長（或頻率）的大小依次排列的圖案。例如，太陽光經過三棱鏡後形成按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫次序連續分布的彩色光譜。紅色到紫色，相應於波長由0.77~0.39μm的區域，是為人眼所能感覺的可見部分。紅端之外為波長更長的紅外光，紫端之外則為波長更短的紫外光，都不能為肉眼所覺察，但能用儀器記錄。

因此，按波長區域不同，光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜；按產生的本質不同，可分為原子光譜、分子光譜；按產生的方式不同，可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜；按光譜表觀形態不同，可分為線光譜、帶光譜和連續光譜 。

㈦ 氫原子的光譜圖如何看理解

光譜『spectrum』
光波是由原子內部運動的電子產生的．各種物質的原子內部電子的運動情況不同，所以它們發射的光波也不同．研究不同物質的發光和吸收光的情況，有重要的理論和實際意義，已成為一門專門的學科——光譜學．下面簡單介紹一些關於光譜的知識．

分光鏡觀察光譜要用分光鏡，這里我們先講一下分光鏡的構造原理．圖6-18是分光鏡的構造原理示意圖．它是由平行光管A、三棱鏡P和望遠鏡筒B組成的．平行光管A的前方有一個寬度可以調節的狹縫S，它位於透鏡L1的焦平面①處．從狹縫射入的光線經透鏡L1折射後，變成平行光線射到三棱鏡P上．不同顏色的光經過三棱鏡沿不同的折射方向射出，並在透鏡L2後方的焦平面MN上分別會聚成不同顏色的像（譜線）．通過望遠鏡筒B的目鏡L3，就看到了放大的光譜像．如果在MN那裡放上照相底片，就可以攝下光譜的像．具有這種裝置的光譜儀器叫做攝譜儀．

發射光譜物體發光直接產生的光譜叫做發射光譜．發射光譜有兩種類型：連續光譜和明線光譜．

連續分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續光譜（彩圖6）．熾熱的固體、液體和高壓氣體的發射光譜是連續光譜．例如電燈絲發出的光、熾熱的鋼水發出的光都形成連續光譜．

只含有一些不連續的亮線的光譜叫做明線光譜（彩圖7）．明線光譜中的亮線叫做譜線，各條譜線對應於不同波長的光．稀薄氣體或金屬的蒸氣的發射光譜是明線光譜．明線光譜是由游離狀態的原子發射的，所以也叫原子光譜．觀察氣體的原子光譜，可以使用光譜管（圖6-19），它是一支中間比較細的封閉的玻璃管，裡面裝有低壓氣體，管的兩端有兩個電極．把兩個電極接到高壓電源上，管里稀薄氣體發生輝光放電，產生一定顏色的光．

觀察固態或液態物質的原子光譜，可以把它們放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒，使它們氣化後發光，就可以從分光鏡中看到它們的明線光譜．

實驗證明，原子不同，發射的明線光譜也不同，每種元素的原子都有一定的明線光譜．彩圖7就是幾種元素的明線光譜．每種原子只能發出具有本身特徵的某些波長的光，因此，明線光譜的譜線叫做原子的特徵譜線．利用原子的特徵譜線可以鑒別物質和研究原子的結構．

吸收光譜高溫物體發出的白光（其中包含連續分布的一切波長的光）通過物質時，某些波長的光被物質吸收後產生的光譜，叫做吸收光譜。例如，讓弧光燈發出的白光通過溫度較低的鈉氣（在酒精燈的燈心上放一些食鹽，食鹽受熱分解就會產生鈉氣），然後用分光鏡來觀察，就會看到在連續光譜的背景中有兩條挨得很近的暗線（見彩圖8．分光鏡的分辨本領不夠高時，只能看見一條暗線）．這就是鈉原子的吸收光譜．值得注意的是，各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發射光譜中的一條明線相對應．這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發出的光．因此，吸收光譜中的譜線（暗線），也是原子的特徵譜線，只是通常在吸收光譜中看到的特徵譜線比明線光譜中的少．

光譜分析由於每種原子都有自己的特徵譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定它的化學組成．這種方法叫做光譜分析．做光譜分析時，可以利用發射光譜，也可以利用吸收光譜．這種方法的優點是非常靈敏而且迅速．某種元素在物質中的含量達10-10克，就可以從光譜中發現它的特徵譜線，因而能夠把它檢查出來．光譜分析在科學技術中有廣泛的應用．例如，在檢查半導體材料硅和鍺是不是達到了高純度的要求時，就要用到光譜分析．在歷史上，光譜分析還幫助人們發現了許多新元素．例如，銣和銫就是從光譜中看到了以前所不知道的特徵譜線而被發現的．光譜分析對於研究天體的化學組成也很有用．十九世紀初，在研究太陽光譜時，發現它的連續光譜中有許多暗線（參看彩圖9，其中只有一些主要暗線）．最初不知道這些暗線是怎樣形成的，後來人們了解了吸收光譜的成因，才知道這是太陽內部發出的強光經過溫度比較低的太陽大氣層時產生的吸收光譜．仔細分析這些暗線，把它跟各種原子的特徵譜線對照，人們就知道了太陽大氣層中含有氫、氦、氮、碳、氧、鐵、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素．

復色光經過色散系統分光後按波長的大小依次排列的圖案，如太陽光經過分光後形成按紅橙黃綠藍靛紫次序連續分布的彩色光譜．有關光譜的結構，發生機制，性質及其在科學研究、生產實踐中的應用已經累積了很豐富的知識並且構成了一門很重要的學科～光譜學．光譜學的應用非常廣泛，每種原子都有其獨特的光譜，猶如人們的「指紋」一樣各不相同．它們按一定規律形成若干光譜線系．原子光譜線系的性質與原子結構是緊密相聯的，是研究原子結構的重要依據．應用光譜學的原理和實驗方法可以進行光譜分析，每一種元素都有它特有的標識譜線，把某種物質所生成的明線光譜和已知元素的標識譜線進行比較就可以知道這些物質是由哪些元素組成的，用光譜不僅能定性分析物質的化學成分，而且能確定元素含量的多少．光譜分析方法具有極高的靈敏度和准確度．在地質勘探中利用光譜分析就可以檢驗礦石里所含微量的貴重金屬、稀有元素或放射性元素等．用光譜分析速度快，大大提高了工作效率．還可以用光譜分析研究天體的化學成分以及校定長度的標准原器等．

復色光經過色散系統（如棱鏡、光柵）分光後，按波長（或頻率）的大小依次排列的圖案。例如，太陽光經過三棱鏡後形成按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫次序連續分布的彩色光譜。紅色到紫 色，相應於波長由7,700—3,900埃的區域，是為人眼所能感覺的可見部分。紅端之外為波長更長的紅外光，紫端之外則為波長更短的紫外光，都不能為肉眼所覺察，但能用儀器記錄。
因此，按波長區域不同，光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜；按產生的本質不同，可分為原子光譜、分子光譜；按產生的方式不同，可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜；按光譜表觀形態不同，可分為線光譜、帶光譜和連續光譜。

量子力學中稱為「自旋」的量有時被認為所有物理量中最「量子力學」的。這樣，我們對之稍微多加註意是明智的。什麼是自旋？它本質上是粒子旋轉的度量。「自旋」這個術語暗示某種像板球或棒球自旋的東西。讓我們回憶一下角動量的概念，正如能量和動量一樣，它是守恆的只要物體不受摩擦力或其他力的干擾，它的角動量就不隨時間改變。量子力學的自旋的確是如此，但是我們這里開心的是單獨粒子的「自旋」，而不是大量的單獨粒子圍繞著它們共同質心的軌道運動（這正是板球的情形）。物理學的一個顯著事實是，自然中發現的大多數粒子在這種意義下的確是在「自旋」，每種粒子都有自己固有的自旋的大小8。然而，正如下面要看到的，單獨量子力學粒子的自旋有一種我們絕不能從自旋著的板球等等的經驗所能預料到的某種特殊的性質。

首先，對於每一特殊類型的粒子，其自旋的大小總是一樣的。只有自旋的軸的方向可以（以一種我們就要講到的非常奇怪的方式）改變。這和板球的情形形成全然的對比，板球可依出球方式的不同具有任意大小任意方向的自旋，對於質子，中子，電子，自旋大小是原先允許的一個原子的量子化的角動量的最小正值的一半。
每一個粒子都不自旋的對象不允許有這個角動量值。它只能是由自旋為粒子自身的固有的性質而引起的（也就是說，不是因為它的「部分」圍繞某種中心的公轉引起的）。

光譜分如下幾種形式。
①線狀光譜。由狹窄譜線組成的光譜。單原子氣體或金屬蒸氣所發的光波均有線狀光譜，故線狀光譜又稱原子光譜。當原子能量從較高能級向較低能級躍遷時，就輻射出波長單一的光波。嚴格說來這種波長單一的單色光是不存在的，由於能級本身有一定寬度和多普勒效應等原因，原子所輻射的光譜線總會有一定寬度（見譜線增寬）；即在較窄的波長范圍內仍包含各種不同的波長成分。原子光譜按波長的分布規律反映了原子的內部結構，每種原子都有自己特殊的光譜系列。通過對原子光譜的研究可了解原子內部的結構，或對樣品所含成分進行定性和定量分析。
②帶狀光譜。由一系列光譜帶組成，它們是由分子所輻射，故又稱分子光譜。利用高解析度光譜儀觀察時，每條譜帶實際上是由許多緊挨著的譜線組成。帶狀光譜是分子在其振動和轉動能級間躍遷時輻射出來的，通常位於紅外或遠紅外區。通過對分子光譜的研究可了解分子的結構。
③連續光譜。包含一切波長的光譜，赤熱固體所輻射的光譜均為連續光譜。同步輻射源（見電磁輻射）可發出從微波到X射線的連續光譜，X射線管發出的軔致輻射部分也是連續譜。
④吸收光譜。具有連續譜的光波通過物質樣品時，處於基態的樣品原子或分子將吸收特定波長的光而躍遷到激發態，於是在連續譜的背景上出現相應的暗線或暗帶，稱為吸收光譜。每種原子或分子都有反映其能級結構的標識吸收光譜。研究吸收光譜的特徵和規律是了解原子和分子內部結構的重要手段。吸收光譜首先由J.V.夫琅和費在太陽光譜中發現（稱夫琅和費線），並據此確定了太陽所含的某些元素。
具體的元素光譜：紅色代表硫元素,藍色代表氧元素,而綠色代表氫元素。
參考資料：http://ke..com/view/41199.htm

㈧ 所有稀有氣體通電後發光的顏色是什麼

氦氣----橘紅 ，氖氣----紅，氬氣----藍紫氪氣----黃綠，氙氣----與陽光顏色相同。

在氣體界，稀有氣體幾乎做到獨樹一幟：其他的氣體單質如氫氣、氧氣等都是由兩個原子構成的分子組成，而這六種氣體的每個分子只有一個原子構成。它們由自身的結構導致極難發生化學反應，甚至一度被稱為「惰性氣體」。

(8)氫原子發光為什麼同種顏色擴展閱讀：

空氣中約含0.94%（體積百分）的稀有氣體，其中絕大部分是氬氣。

稀有氣體都是無色、無臭、無味的，微溶於水，溶解度隨分子量的增加而增大。稀有氣體的分子都是由單原子組成的，它們的熔點和沸點都很低，隨著原子量的增加，熔點和沸點增大。它們在低溫時都可以液化。

稀有氣體原子的最外層電子結構為ns2np6（氦為 1s2），是最穩定的結構，它們的特性可以用現代的原子結構理論來解釋：它們都具有穩定的8電子構型。它們的最外電子層的電子已「滿」（即已達成八隅體狀態），所以它們非常穩定，極少進行化學反應。

至今只成功制備出幾百種稀有氣體化合物。每種稀有氣體的熔點和沸點十分接近，溫度差距小於10 °C（18 °F），因此它們僅在很小的溫度范圍內以液態存在。稀有氣體的電子親合勢都接近於零，與其它元素相比較，它們都有很高的電離勢。

因此，稀有氣體原子在一般條件下不容易得到或失去電子而形成化學鍵。表現出化學性質很不活潑，不僅很難與其它元素化合，而且自身也是以單原子分子的形式存在，原子之間僅存在著微弱的范德華力（主要是色散力）。

經氣體液化和分餾方法可從空氣中獲得氖、氬、氪和氙，而氦氣通常提取自天然氣，氡氣則通常由鐳化合物經放射性衰變後分離出來。

稀有氣體在工業方面主要應用在照明設備、焊接和太空探測。氦也會應用在深海潛水。如潛水深度大於55米，潛水員所用的壓縮空氣瓶內的氮要被氦代替，以避免氧中毒及氮麻醉的征狀。另一方面，由於氫氣非常不穩定，容易燃燒和爆炸，現今的飛艇及氣球都採用氦氣替代氫氣。

㈨ 原子有顏色嗎

答案取決於你如何定義「有顏色」。「顏色」一詞是指具有一定頻率的可見光，或頻率混合的可見光。因此，「顏色」一詞描述了任何一種可見光的頻率成分。只要有可見光，我們就可以把它描述成某種顏色。

物體反射或發射可見光的方式有很多種。因此，一個物體「有顏色」的方式也有很多種。雖然一個孤立的原子可以由幾種方式反射或發射可見光，但它並不是所有的方式都參與其中。如果你把「有顏色」定義得很狹隘，只包括某些機制，那麼原子就沒有顏色。如果你把「有顏色」定義的廣泛一些，那麼原子確實有顏色。讓我們看看一個物體反射或發射可見光的不同方式，並將每種方式應用到一個原子上。

霓虹燈是單個原子通過氣體放電顯示顏色的一個例子。

4、氣體放電

氣體放電（例如霓虹燈）是最適合單個原子「有顏色」這一概念的機制。氣體放電是把純原子，以低密度氣體的狀態隔離，然後用電流激發時所發生的事情。當原子去激發時時，它們就會發出可見光。這里的關鍵是，一個特定的原子只能以特定的方式被激發、去激發和發光。

這就導致了在氣體放電過程中，原子的顏色與所涉及的原子類型緊密相關。氣體放電過程中原子的頻譜被認為是特定類型原子的顏色「指紋」。例如，霓虹燈的顏色符號是紅色的，因為氖原子在氣體放電時是紅色的。氬原子在氣體放電時是淡紫色的，鈉原子是黃色的，汞原子是藍色的。化學中用來檢測某些原子的「火焰測試」本質上是一種控制較少、純度較低的氣體放電燈。

熒光（如熒光燈)、磷光和氣體激光發射都與氣體放電相似，因為它們都涉及單個原子或簡單分子中的激發電子。與氣體放電相反，氣體放電迫使一個原子發射出它所有特有的顏色；熒光、磷光和激光發射都涉及利用某些躍遷，從而只發射某些原子的特定顏色。就原子顏色特性而言，它們可以被認為是氣體放電的特殊情況。

總而言之：在傳統的反射、折射、吸收和熱輻射的意義上，單個原子是不可見的。在瑞利散射和氣體放電的意義上，原子確實有顏色。

㈩ 氫原子只有一個電子，為什麼在色譜上會有四種色

氫原子雖然只有一個電子，但是原子核周邊不同能級的軌道還是存在的，只不過大多數情況下那些軌道上沒有電子而已，所以電子在不同能級軌道上躍遷時會產生不同波長的光譜