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人教版高中物理选修3-5课件18.3氢原子光谱课件

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高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)

高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)

射实验。
2.经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 的 分立特征 。
稳定性
，又无法解释原子光谱
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课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
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第3节 氢原子光谱
学习目标
核心提炼
1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 3个概念——光谱
2.知道氢原子光谱的实验规律。 3.知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光 线状谱 连续谱
思维判断 (1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条 重要途径。( ) (2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。( ) (3)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)×
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3.特征谱线：各种原子的发射光谱都是 线状谱 ，说明原子只发出几种_特__定___频__率__的 光，不同原子的亮线位置 不同 ，说明不同原子的 发光频率 不一样，光谱中的亮 线称为原子的 特征谱线 。

高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：18.3《氢原子光谱》(PPT课件可以编辑)

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（2）光谱分析法由基尔霍夫开创嘚。 （3）优点：灵敏度高。样本中一种元素嘚含量达到10-10g时就可以被检测到。 （4） 同种物质吸收光谱中嘚暗线与它明线光谱中嘚明线相对应，明线光谱和吸收光谱中嘚谱线都是原子嘚特征
光谱，都可以用于光谱分析。
原子光谱嘚不连续性反映出原子结构嘚不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子嘚结构。
三、经典理论嘚困难 卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核嘚存在，很好地解释了α粒子散射实验。但是。经典物理学既无 法解释原子嘚稳定性，又无法解释原子光谱嘚分立特征。
按经典物理学电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它嘚能量不断减小，从而将逐渐靠近 原子核，最后落入原子核中。但事实上原子是个稳定嘚系统。
② 明线光谱
A 只含有一些不连续嘚亮线嘚光谱叫做明线光谱。 明线光谱中嘚亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长嘚光。 B 稀薄气体或金属嘚蒸气嘚发射光谱是明线光谱。 C 各种原子嘚发射光谱都是线状谱，说明原子只能发出几种特定频率嘚光。不同原子嘚亮线位置不同，说明不同 原子嘚发光频率是不一样嘚，因此这些亮线称为原子嘚特征谱线。
二、氢原子光谱嘚实验规律
氢原子是最简单嘚原子，其光谱也最简单。
气体放电管：玻璃管中嘚稀薄气体嘚分子在强电场嘚作用下会电离，成为自由移动嘚正负电荷，于是气体变 成导体，导电时会发光。这样嘚装置叫做气体放电管。
1885年，巴耳末对当时已知嘚，在可见光区嘚14条谱线作了分析，发现这些谱线嘚波长可以用一个公式表示： 除了巴耳末系，后来发现嘚氢光谱在红外和紫个光区嘚其它谱线也都满足与巴耳末公式类似嘚关系式。
α粒子散射嘚实验使我们知道原子具有核式结构,但电子在核嘚周围怎样运动?它嘚能量怎样变化?这些还要通 过其他事实认识.

高中物理选修3-5课件-第十八章氢原子光谱(22张)-PPT优秀课件

高中物理选修3-5课件-第十八章氢原子光谱(22张)-PPT优秀课件

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高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
氢原子光谱的实验规律与经典电磁理论的困难 [要点归纳] 1.氢原子光谱：氢原子光谱呈现分立的明线条纹，在可见光区内，由右向左，相邻
光谱发射光谱连线续状谱谱 吸收光谱
光谱和光谱分析
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课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
2.几种光谱的比较
比较 光谱
产生条件
光谱形式及应用
稀薄气体发光形成的 一些不连续的明线组成，不同元素的明线光
线状光谱
光谱
谱不同(又叫特征光谱)，可用于光谱分析
炽热的固体、液体和 连续光谱
高压气体发光形成的
连续分布，一切波长的光都有
课堂小结
高中物理选修3-5课件：第十八章 第3节 氢原子光谱(共22张PPT)
[精典示例] [例 2] (多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(212－n12)，n＝
3，4，5，…对此，下列说法正确的是( ) A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式 D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的。氢原子光谱的不连续性反映了氢 原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确。 答案 CD
第3节 氢原子光谱
学习目标
核心提炼
1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念。 3个概念——光谱
2.知道氢原子光谱的实验规律。 3.知道经典物理学的困难在于无法解释原子的稳定性和光 线状谱

高中物理选修35课件：第十八章 第三节 氢原子的光谱 (共13张PPT)

高中物理选修35课件：第十八章 第三节 氢原子的光谱 (共13张PPT)
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
巴末耳的研究
例子：
观察与思考
1. 实 验
观察与思考
可 见 光 区
2. 氢原子的光谱图
特点 1.几种特定频率的光 2.光谱是分立的亮线
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021
令
T(m)
R m2
,
R T (n) n2
T(m),T(n)称为光谱项。
1T(m)T(n)
原子光谱
每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子 光谱均不同
还 有 三
布喇开系
1
R412

2020-2021学年人教版选修3-5 18.3 氢原子光谱 课件(46张)

2020-2021学年人教版选修3-5 18.3 氢原子光谱 课件(46张)

()
A．9B．4C．9D．8
5
3
8
5
【解析】选D。巴耳末系的前四条谱线在可见光区,n的取值分别为3,4,5,6。
n越小,λ越长,故n=3时波长最长,λmax=
36 5R
;n=6时波长最短,λmin=
36 ,
8R
故 max ＝8 ,D正确。
min 5
2.对于巴耳末公式
1 ＝R (
1 22
－1 n2
(2)公式中只能取n≥3的整数,不能连续取值,波长是分立的值。
3.其他谱线:除了巴耳末系,氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线,也都满足
与巴耳末公式类似的关系式。
【问题探究】如图所示为氢原子的光谱。
(1)仔细观察,氢原子光谱具有什么特点? 提示:氢原子光谱从左向右谱线间的距离越来越大。 (2)氢原子光谱的谱线波长具有什么规律? 提示:氢原子光谱的谱线波长符合巴耳末公式。
4
4 36
所以λ4≈4.103×10-7 m
E4=h
c 4
=6.63×10-34×
310J8≈4.85×10-19
4.103 10－7
J。
答案:4.103×10-7 m 4.85×10-19 J
情境·模型·素养
【实验情境】
氢原子光谱除了巴耳末系外,还有赖曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为
1
＝R
(
子发出的各种波长,也不能描述其他原子的发光,故A、D错误;巴耳末公பைடு நூலகம்是由当
时已知的可见光中的部分谱线总结出来的,但它既适用于可见光也适用于紫外光,
故B错误,C正确。
【加固训练】
(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式

人教版选修3-5 第18章 3 氢原子光谱 课件(26张)

人教版选修3-5 第18章 3 氢原子光谱 课件(26张)

各种光谱的产生与特点
1．线状谱 (1)产生：稀薄气体或金属蒸气所发出的光为线状光谱， 又称原子光谱． (2)特点：光谱是一条条分立的亮线．
2．连续谱 (1)产生：由炽热的固体、液体和高压气体所辐射的光谱 均为连续光谱． (2)特点：光谱不是一条条分立的谱线，而是连在一起的 光带． 3．吸收谱 (1)产生：连续光谱中某波长的光被吸收后出现的暗线， 让高温的物体所发出的白光通过某种物质后获得的光谱就为吸 收谱． (2)特点：是连续光谱背景下的一些暗线．
A．氢原子的发射光谱是连续光谱 B．氢原子光谱说明氢原子可以发出各种频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 【答案】C
解析：由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的 轨道上的能级 En＝n12E1，故氢原子的能级是不连续的，即是分 立的，故 A、B 错误，C 正确；根据频率条件，有 En－Em＝hν， 显然 n、m 的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光 谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故 D 错误．
当 n＝4 时，λ12＝1.10×107×(212－412)m－1，解得 λ2≈4.85×10 －7 m，由波速公式 c＝λν，
得 ν1＝λc1＝63.5.04××11008－7 Hz≈4.59×1014 Hz， ν2＝λc2＝43.8.05××11008－7 Hz≈6.19×1014 Hz. 答案：λ1＝6.54×10－7 m，λ2＝4.85×10－7 m； ν1＝4.59×1014 Hz，ν2＝6.19×1014 Hz
4．特征谱线 (1)各种原子的发射光谱都是线状谱，不同元素的谱线不 同，故线状谱的亮线称为原子的特征谱线． (2)吸收谱的暗线与线状谱的亮线一一对应，也是一种特 征谱线． 5．光谱分析 (1)利用不同原子都有自己的特定谱线来鉴别物质和确定 物质的组成成分，且灵敏度高，方便性好，在发现和鉴别元素 上有重大意义． (2)光谱分析利用特征谱线，即利用线状谱或吸收谱．

人教版高中物理选修3-5课件： 18.3 氢原子光谱 (共21张PPT)

人教版高中物理选修3-5课件： 18.3 氢原子光谱 (共21张PPT)

1
R(
1 22
1 n2
) n
3, 4, 5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
n的两层含义： ①每一个n值分别对应一条谱线。3-红，4-青，5-蓝... ②n只能取正整数3,4,5…,不能取连续值，反映了氢原子 光谱波长的分立特征（线状谱）。
巴耳末系:一系列符合巴耳末公式的光谱线
经典物理学在解释原子光谱是线状谱时遇到了 困难。按照经典电磁理论，电子在核外做加速运动， 应该辐射电磁波，电子能量逐渐减小，电子绕核运 行的轨道半径也要减小，电子将沿螺旋线的轨道落 入原子核。电子绕核运行辐射的电磁波的频率等于 电子绕核运行的频率。随着轨道随半径连续变化， 绕核频率也逐渐变化，辐射电磁波的频率也逐渐变 化，由此可以推出：原子光谱是连续谱。这与原子 光谱是线状谱的事实相矛盾。
5、每种原了都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物 质和确定物质的组成成分。这种方法称为光谱分析。
二、氢原子光谱的实验规律
1、光是由原子内部电子的运动产生的。
2、氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
3、——巴耳末公式
1
R(
1 22
1 n2
) n
3,
4,
5, ...
其中R = 1.10 ×107 m-1叫里德伯常量
当n=3时，得到λ1=6.55×10-7m。 当n=4时，得到λ2=4.85×10-7m。
22 n2
22 h
•
n2 n2 22
氢原子光谱是分立的光谱。它在可见光区的谱线满 足巴尔末公式，在红外和紫外光区的其它谱线也都满足 与巴末尔公式类似的关系。
3、经典物理学在解释原子光谱时遇到了什么困难? 解：

物理选修3-5人教版18.3氢原子光谱(共19张ppt)

物理选修3-5人教版18.3氢原子光谱(共19张ppt)

除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫
外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关 系式。
卢瑟福原子核式模型正确地指出了原子核的存在，很好地解 释了α粒子散射实验。但是。经典物理学既无法解释原子的稳 定性，又无法解释原子光谱的分立特征。
按经典物理学电子绕核旋转，做周期性运动，电子将不 断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近 原子核，最后落入原子核中。但事实上原子是个稳定的系统。
真空
金箔
可转动的带有 荧光屏的放大 镜
放射源 高速α粒子
荧光屏
卢瑟福
绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的 方向前进，
但有少数 α 粒子（约占八千分之一）发生了大角 度偏转，偏转的角度甚至大于900 ，也就是说它们几 乎被“撞了回来”。
原子的核式结构模型 (1911年） 卢瑟福 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。 带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
太阳的光谱是吸收光谱
定义：由发光体直接产生的光谱
发 射
连续谱
光
谱
线状谱 不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱)
光
谱
吸 收 定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 光
谱 太阳的光谱是吸收光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。
1885 年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的四条谱线做了 分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示。如果采用波长λ 的倒数，这个公式可以写做
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。而实际上看到的是分立的线状谱。
这些矛盾说明，尽管经典物理学可以很好地应用 于宏观物体，但它不能解释原子世界的现象，引入新 观念是必要的.

高中物理人教版选修3-5课件：18.3 氢原子光谱

高中物理人教版选修3-5课件：18.3 氢原子光谱

-5-
3
氢原子光谱
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究一
探究二

探究一光谱分类和光谱分析 问题导引
如图所示,白光通过三棱镜后,由于棱镜对不同色光的折射率不同,从而 使白光分解成单色光,形成从红到紫依次按顺序排列的彩色光带,这种复色 光分解为单色光的现象叫光的色散,形成的彩色光带称为光谱。 由于光波是 原子内部电子运动产生的,各种物质原子内部的电子运动不同,因而产生的 光波不同,故研究各种物质发光的光谱,对认识物质内部结构及其运动规律 具有重要意义。那么光谱可以分为哪几种?
线状谱 形状 一条条分立的谱线 特征 某些特定频率的谱线,不同 组成 元素的线状谱线不同 应用 可用于光谱分析 连续谱 连在一起的 光带 一切波长 的光都有 不能用于 光谱分析
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氢原子光谱
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
提示可以分为发射光谱和吸收光谱。
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氢原子光谱
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
名师精讲
1.光谱的分类 定义:由发光物体直接产生的光谱 产生条件:炽热的固体、液体 连续谱 发射光谱 和高压气体发光形成的 光谱形式:连在一起的光带,一 切波长的光都有 产生条件:稀薄气体发光 线状谱 叫特征光谱) 形成的光谱 谱线组成,不同原子的亮 线位置不同

人教版高中物理选修3-5课件：18-3氢原子光谱 (共50张PPT)

人教版高中物理选修3-5课件：18-3氢原子光谱 (共50张PPT)

学习光谱时，易对发射光谱，吸收光谱区别不清，造成错 误．避免混淆的关键是正确理解光谱的形成原因．发射光谱是 物体直接发出的光通过分光后产生的光谱；吸收光谱是高温物 体发出的光通过低温物质时，某些波长的光被该物质吸收后形 成的．
3．光谱分析 (1)定义：每种原子都有自己的特征谱线，可以利用光谱来 鉴别物质和确定物质的组成成分． (2)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达 10－10 g.
(3)应用 ①应用光谱分析发现新元素； ②鉴别物体的物质成分： 研究太阳光谱时发现了太阳中存在 钠、镁、铜、锌、镍等金属元素； ③应用光谱分析鉴定食品优劣．
质疑探究
1．我们看到这样的情景：在太阳光下，我们用一个玻璃棱 镜放在水平面上，在棱镜的背面会看到彩色的光带，你知道这 种现象是如何产生的吗？
提示：这是一种光的色散现象．白光为复色光，是由七种 颜色的光复合而成，复色光分解为单色光的现象叫做光的色 散，形成的彩色光带称为光谱．
2．利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？ 提示：不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱 线，因而无法检测出灯丝的成分． 3．结合教材P54：“科学足迹”思考：能否根据对月光的 光谱分析确定月球的组成成分？为什么？ 提示：不能．月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光 谱是太阳光的光谱，对月光进行光谱分析确定的并非月球的组 成成分．
【思路启迪】
1.同一种物质的线状谱中的亮线与其吸收
光谱的暗线有何关系？ 2．吸收光谱是白光的光谱吗？
【规范解答】
由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状
谱中的明线要少一些，所以选项B不对．而气体发光时，若是高 压气体发光形成的连续谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故 选项C也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸汽后，得 到的是乙物质的吸收光谱，所以选项D错误，答案为A. 【答案】 A
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氢原子是自然界中最简单的原子。对它的光 谱的研究获得的原子内部结构的信息对于研 究更复杂的原子的结构具有指导意义。
四、经典理论的困难
核外电子绕核运动 辐射电磁波
电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 原子是稳定的 原子光谱是线状谱——分立
人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系 适用区域： 可见光区、紫外线区
氢原子光谱的其他线系
紫
外 线
莱曼线系
区
1


R

1 12

1 n2

n 2，3,4,
红 外 帕邢系 区
1


R

1 32

1 n2

n 4,5,6,
还 有 三
布喇开系
1


R

(1)连续光谱
观看实验录像
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
观察 现象 由连续分布的一切波长的光组成
特点 整个光谱区域都是亮的
产生 炽热的固体、液体及高压气体的光谱 案例 白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水
(2)线状光谱 观察
现象 光各谱条中谱有线一对条应条不的同亮波线长—（—频谱率线）的
特点 光特，征原谱子线不同，发射的线状光谱也
1 42

1 n2

n 5,6,7，
个 线 系
普丰特系
1


R
1

52

1 n2

n 6,7，8，
氢原子光谱不是不相关的，而是有内在联系的。表 现在其波数可用一普遍公式来表示：
1


R

1 m2

1 n2

其 中Βιβλιοθήκη m 1,2,3n m 1, m 2, m 3,
对应一个m构成一个谱线系
每一谱线的波数都等于两项的差数
令
R T (m) m2 ,
R T (n) n2
T (m),T (n) 称为光谱项。
1 T (m) T (n)

思考与讨论
巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即 辐射波长的分离特征。用卢瑟福的核式结构模型和经典 力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立特征？
续分布的一切波长的光）通过物质 时，某些波长的光被物质吸收
原子光谱
观看实验录像
每一种原子都有自己特定的原子光谱，不同原子，其原子 光谱均不同
光谱分析
由于每种原子都有自己的特征谱线，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。
案例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳 高层大气层所含元素。
X射线照射激发荧 光，通过分析荧光 判断越王勾践宝剑 的成分．
三、氢原子光谱实验规律
实 验 装 置
氢原子的巴耳末线系照片
观察与思考
1、实验
2、氢原子的光谱图 可 见 光 区
特点 1、几种特定频率的光 2、光谱是分立的亮线
巴末耳的研究
巴末耳公式
N>6的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区） 巴耳末系
空白演示
在此输入您的封面副标题
人教版选修3-5
第十八章原子结构
第三节氢原子光谱
教学过程设计
问题呈现
卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？ 电子在原子绕周围怎样运动？ 它的能量怎样变化？
一、光谱
牛顿发现了日光通 过三棱镜后的色散 现象，并把实验中 得到的彩色光带叫 做光谱
二、光谱分类
1、发射光谱
产生
不同，每种原子只能发出具有本身 稀特薄征气的体某或些金波属长的的蒸光汽。的发射光谱
案例 由游离状态的原子发射的
2、吸收光谱
观看视频
观察
现象 光谱区域存在一条条暗线
各种原子的吸收光谱中的每一条暗线 特点 都跟该种原子的发射光谱中的一条明
线（线状光谱）相对应。 产生 高温物体发出的白光（其中包含连
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连 续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的 结构。
光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用， 一种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到 它的光谱．因此光谱分析可以用来确定样品中包 含哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能 确定遥远星球的物质成分．
漆碗：第三文化层（距今6500～6000年）．利用红外 光分析其表面，其光谱图和马王堆汉墓出土漆皮的裂 解光谱图相似．