Serie widmowe wodoru

Widmo wodoru – serie linii widmowych powstających w wodorze:

  • powstają w wyniku emisji fotonów (np. w rozgrzanym gazie) – widma emisyjne – jasne prążki w widmie,
  • powstają w wyniku absorpcji fotonów (promieniowanie o widmie ciągłym przechodzące przez gaz) – widma absorpcyjne – ciemne prążki na tle widma ciągłego (fotony z widma ciągłego „pasujące” do przejść są absorbowane, a następnie emitowane – w całości lub w postaci serii przejść – we wszystkich kierunkach, a więc ich intensywność w wiązce wzbudzającej maleje).

Ogólny wzór na długość fali fotonu odpowiadającego przejściu pomiędzy dwiema powłokami w atomie wodoru:

1 λ = R ∞ ( 1 n 1 2 − 1 n 2 2 ) , {\displaystyle {\frac {1}{\lambda }}=R_{\infty }\left({\frac {1}{n_{1}^{2}}}-{\frac {1}{n_{2}^{2}}}\right),}

gdzie:

λ {\displaystyle \lambda } – długość fali promieniowania w serii,
n 1 {\displaystyle n_{1}} – główna liczba kwantowa orbitalu docelowego,
n 2 {\displaystyle n_{2}} – główna liczba kwantowa orbitalu, z którego następuje przejście,
R ∞ {\displaystyle R_{\infty }} – stała Rydberga:
R ∞ = 2 π 2 m e e 4 h 3 c , {\displaystyle R_{\infty }={\frac {2\pi ^{2}m_{e}e^{4}}{h^{3}c}},}

gdzie:

m e {\displaystyle m_{e}} – masa elektronu,
e {\displaystyle e} – ładunek elementarny (ładunek elektronu),
h {\displaystyle h} – stała Plancka,
c {\displaystyle c} – prędkość światła w próżni.
Linie widmowe wodoru, długość fali w skali logarytmicznej

Serie widmowe w atomie wodoru to, według orbitalu docelowego:

  1. seria Lymana, przejście na orbital n = 1 (inaczej seria K)
  2. seria Balmera, przejście na orbital n = 2 (inaczej seria L)
  3. seria Paschena, przejście na orbital n = 3 (inaczej seria M)
  4. seria Bracketta, przejście na orbital n = 4 (inaczej seria N)
  5. seria Pfunda, przejście na orbital n = 5 (inaczej seria O)
  6. seria Humphreysa, przejście na orbital n = 6 (inaczej seria P)

Zobacz też