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氢原子巴尔末系波长

时间:2022-08-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:19世纪末期,人们通过实验发现,原子光谱是离散的线状光谱,每一条谱线均有一确定的频率或波长,不同元素的原子都有自己的特征光谱。人们希望从原子光谱中找到规律,从而找到光谱与原子结构的关系。在可见光范围内容易观察到氢原子光谱的四条谱线,这四条谱线分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示,如图17-4-1所示。这一公式所表达的一组谱线称为巴尔末系。光谱学上经常用波数来表示光谱线,它被定义为波长的倒数,即ν~=。

19世纪末期,人们通过实验发现,原子光谱是离散的线状光谱,每一条谱线均有一确定的频率或波长,不同元素的原子都有自己的特征光谱。也就是说,原子光谱中隐藏着原子结构的重要信息。人们希望从原子光谱中找到规律,从而找到光谱与原子结构的关系。

氢原子是最简单的原子,其光谱也是最简单的。对氢原子光谱的研究是进一步学习原子、分子光谱的基础。

实验中的光谱是波长成分的记录。在可见光范围内容易观察到氢原子光谱的四条谱线,这四条谱线分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示,如图17-4-1所示。

图17-4-1 氢原子光谱的巴尔末系

1885年瑞士的一位中学教师巴尔末发现,可以用一个简单的数学关系式表示这四条谱线的波长:

式中,B=364.56nm,n取大于2的整数。这个公式称为巴尔末公式,由n取3、4、5、6计算得到的在可见光部分的波长分别与Hα、Hβ、Hγ、Hδ对应。这一公式所表达的一组谱线称为巴尔末系。

在氢原子光谱中,除了巴尔末系以外,在紫外区、红外区和远红外区还存在其他谱线系。

氢原子光谱的全部谱线系可以归纳成一个公式:

里兹等人发现其他元素的光谱也可用两光谱项之差表示,即

前一项参数的m值对应着谱线系,后一项参数的n值对应着谱线系中的各光谱线,只是光谱项的表示式比氢原子的要复杂一些。

原子光谱的规律性是原子结构性质的反映。这就引导物理学家去探索原子内部的结构和规律。

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