11
Таблица 1
Для определения длин волн
λ
,
на которые приходятся спектральные линии,
выведена эмпирическая формула, названная по фамилии исследователя –
формула Бальмера.
)
1
2
1
(
·
2
2
n
C
−
=
λ
Принципиальное значение в этой формуле имеют числа
n
, которым
придаются лишь целочисленные значения, начиная с 3, а именно: 3, 4, 5 и так
далее. Иногда эта формула дается для волнового числа
ῡ
, представляющего
собой величину, обратную длине волны:
ῡ = 1 / λ .
Поскольку излучение света на той или иной длине волны связано с
испусканием энергии атомом, то была предложена нижеследующая схема его
энергетических состояний (см. рис. 7).
12
Рис.6
Обратим внимание, что за нулевое значение принята энергия
электрона, удаленного от атома, и отсчет энергии ведется вниз.
Излучаемая водородным атомом в виде света энергия представляется
на энергетической диаграмме как переход электрона с более высоких
уровней на второй. Именно переходы на второй уровень описывались
эмпирической формулой Бальмера, поэтому и серия переходов внутри атома
и, соответственно, набор спектральных линий в видимой области получили
название серии Я. Бальмера. В принципе, возможны и осуществляются
переходы и на первый уровень, однако они приходятся уже на
ультрафиолетовую область – это так называемая серия Лаймана. Переходы
на третий уровень со всех расположенных выше описываются как серия
Пашена, они попадают в инфракрасную область.
Шведским ученым Ю. Ридбергом предложена следующая формула,
описывающая переходы в одноэлектронном атоме (ионе):
здесь
n
i
= 1, 2, 3, 4, 5..., а
n
f
= 2, 3, 4, 5, 6... , соответственно.
|