Wikiprojekt:SKFiz/brudnopis/Seria Balmera

Seria Balmera - seria linii widmowych obserwująca się dla atomu wodoru.

Otrzymała swoja nazwę od imienia szwajcarskiego fizyka Johanna Balmera, opisawszego w 1885 r. tę serię formułą (patrz niżej Wzór Balmera).

Powstanie serii Balmera

Seria była wykryta w widmie słonecznym. . Ze względu na rozpowszechnienie wodoru we Wszechświecie, seria Balmera obserwuje się w widmach większości obiektów kosmicznych.

Seria Balmera powstaje w wyniku przejść elektronów ze wzbudzonych poziomów energetycznych o głównej liczbie kwantowej $n>2$ na poziom drugi $n=2$ w widmie emisyjnym i z drugiego poziom na wyższe w widmie absorpcyjnym.

Przejście z trzeciego poziomu energetycznego na drugi oznacza się grecką literą $\alpha$, z czwartego na drugi - $\beta$ itd. Dla oznaczenia serii Balmera wykorzystuje się literę H. A więc, pełne oznaczenie linii spektralne, pojawiającej się przy przejściu elektronu z trzeciego poziomu energetycznego na drugi - $H_{\alpha }$.

Widzialne linie spektralne serii Balmera. H_α - czerwona linia z prawej strony o długości fali 656.3 nm. Linia po lewej stronie — H_ε, odpowiada promieniowaniu w nadfiolecie o długości fali 397.0 nm.

Wzór Balmera

Do opisu długości fal λ czterech widzialnych linii widma wodoru J. Balmer zaoferował wzór

${\lambda }=b{\frac {n^{2}}{n^{2}-2^{2}}},$

gdzie n = 3, 4, 5, 6; b = 3645,6 Å.

Obecnie dla serii Balmera korzystają ze szczególnego przypadku wzoru Rydberga:

${\frac {1}{\lambda }}=R\left({\frac {1}{2^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right),$, gdzie

• $\lambda$ - długość fali
• $R=1,09677\cdot 10^{7}\ \mathrm {m} ^{-1}$ - stała Rydberga
• $n>2$ - główna liczba kwantowa poziomu początkowego

Pierwsze 4 linie serii znajdują się w zakresie światła widzialnego, reszta - w nadfiolecie.

Oznaczenie	$H_{\alpha }$	$H_{\beta }$	$H_{\gamma }$	$H_{\delta }$	$H_{\epsilon }$	$H_{\zeta }$	$H_{\eta }$	Granica serii
$n$	3	4	5	6	7	8	9	∞
Długość fali, nm	656,3	486,1	434,1	410,2	397,0	388,9	383,5	364,6

Granica serii odpowiada wychwytu protonem swobodnego elektronu z zerową energią początkową na drugi poziom energetyczny.