خطوط طیفی هیدروژن

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
خطوط طیفی هیدروژن در مقیاس لگارتیمی.

در طیف تابشی اتم هیدروژن چند سری وجود دارد که بر اساس فرمول ریدبرگ بدست می‌آید. سری‌های طیفی در اخترشناسی برای بررسی حضور هیدروژن و محاسبه انتقال قرمز کاربرد دارند.

فیزیک[ویرایش]

در فیزیک انتشار این امواج به این دلیل است که الکترون‌ها در مدارهای مانا در اطراف هسته هیدروژن می‌گردند و هنگامی که از مدار مانا با انرژی بیشتر به مدار با انرژی کمتر بروند. انرژی که فاصله بین این دو مدار است را تابش می‌کنند.

انتقال الکترون. انرژی‌های در مقیاس درست قرار ندارند

نام‌گذاری هر انتقال به صورت بیان نام سری و سپس حروف الفبای یونانی است به این ترتیب که از نزدیک‌ترین مدار اگر به مدار موردنظر رفت آلفا سپس بتا و دیگر حروف یونانی. مثلاً انتقال از ۲ → ۱ «لیمان-آلفا» (Ly-α) نامیده می‌شود و ۷ → ۳ "پاشن-دلتا" (Pa-δ).

فرمول ریدبرگ[ویرایش]

میزان انرژی جذب‌شده یا تابش‌شده میان الکترونی که در مدار مانا جابجا شود از فرمول ریدبرگ بدست می‌آید.[۱]:

 {1 \over \lambda} = R \left( {1 \over (n^\prime)^2} - {1 \over n^2} \right) \qquad \left( R = 1.097373 \times 10^7 \ \mathrm{m}^{-1} \right)

که n مدار اولیه است، n′ مدار نهایی است، و R ثابت ریدبرگ.[۲]

سری‌ها[ویرایش]

سری لیمان اتم هیدروژن در محدوده فرابنفش قرار دارد.

لیمان (n′ = ۱)[ویرایش]

نوشتار اصلی: سری لیمان


n λ (nm)
2 122
3 103
4 97.2
5 94.9
6 93.7
\infty 91.1

به نام کاشف آن تئودور لیمان نامگذاری شده‌است و در محدوده فرابنفش قرار دارد.

سری بالمر (n′ = ۲)[ویرایش]

نوشتار اصلی: سری بالمر
n λ (nm)
3 656
4 486
5 434
6 410
7 397
\infty 365

به افتخار یوهان بالمر نام‌گذاری شده و چهارتای این خطوط در محدوده فرابنفش و بقیه آن در محدوده نور مرئی قرار می‌گیرد. خطوط مرئی آن در خطوط فرانهوفر نیز وجود دارند

چهار خط قابل مشاهده از سری بالمر بالمر-آلفا خط قرمز است.


سری پاشن (n′ = ۳)[ویرایش]

n λ (nm)
4 1870
5 1280
6 1090
7 1000
8 954
\infty 820

به نام فردریش پاشن هستند و در محدوده فروسرخ قرار می‌گیرند.[۳]

براکت (n′ = ۴)[ویرایش]

n λ (nm)
5 4050
6 2630
7 2170
8 1940
9 1820
\infty 1460

به نام فردریک براکت دانشمند آمریکایی که اولین بار در سال ۱۹۲۲ این خطوط را مشاهده کرد.[۴]

سری پفوند (n′ = ۵)[ویرایش]

n λ (nm)
6 7460
7 4650
8 3740
9 3300
10 3040
\infty 2280

در سال ۱۹۲۴ توسط آگست هرمان پفوند برای نخستین بار مشاهده شد.[۵]

سری همفریس (n′ = ۶)[ویرایش]

n λ (nm)
7 12400
8 7500
9 5910
10 5130
11 4670
\infty 3280

توسط فیزیک‌دانان آمریکایی کورتیس همفریس کشف شد.[۶]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Bohr, Niels (1985), "Rydberg's discovery of the spectral laws", in Kalckar, J., N. Bohr: Collected Works 10, Amsterdam: North-Holland Publ., pp. 373–9 
  2. "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006" (PDF). Committee on Data for Science and Technology (CODATA). موسسه ملی فناوری و استانداردها. 
  3. Paschen, Friedrich (1908), "Zur Kenntnis ultraroter Linienspektra. I. (Normalwellenlängen bis 27000 Å.-E.)", Annalen der Physik 332 (13): 537–570, Bibcode:1908AnP...332..537P, doi:10.1002/andp.19083321303 
  4. Brackett, Frederick Sumner (1922), "Visible and infra-red radiation of hydrogen", Astrophysical Journal 56: 154, Bibcode:1922ApJ....56..154B, doi:10.1086/142697 
  5. Pfund, A. H. (1924), "The emission of nitrogen and hydrogen in infrared", J. Opt. Soc. Am. 9 (3): 193–196, doi:10.1364/JOSA.9.000193 
  6. Humphreys, C.J. (1953), "Humphreys Series", J. Research Natl. Bur. Standards 50 

پیوند به بیرون[ویرایش]