Balmerin sarja

Vedyn spektrejä kuvaavat sarjat

Balmerin sarja tai Balmerin viivat on yksi kuudesta nimetystä sarjasta, jotka kuvaavat vetyatomin emissiospektrin spektriviivoja. Balmerin sarja on näistä ainoa, jossa aallon­pituudet ovat näkyvän valon aallon­pituus­alueella.

Balmerin sarja käsittää sen spektrin, joka aiheutuu elektronin siirtymisestä vetyatomin korkeammilta viritystiloilta toiseen stationaariseen tilaan. Tällöin vetyatomi emittoi fotonin, jolloin näkyvän valon alueella vedyn lähettämä spektri sisältää neljää aallonpituutta (410 nm, 434 nm, 486 nm, 656 nm). [1] Mitä ylemmältä energiatasolta elektroni tippui, sitä pienempi on emittoituneen fotonin aallonpituus.

Sarja lasketaan Balmerin lain avulla, joka on Johann Balmerin vuonna 1885 keksimä empiirinen kaava. Kun vetyatomissa elektroni laskeutuu energiatasolta energiatasolle , voidaan emittoituneen fotonin aallonpituuden suhteen esittää yhtälö

,

missä on Rydbergin vakio. [2]

Balmerin sarja sai teoreettisen selityksensä, kun Niels Bohr vuonna 1913 esitti Bohrin atomimallin. Sen mukaan tämä säännön­mukaisuus johtuu elektronin energian kvantittumisesta.

Balmerin sarjaan kuuluvien lisäksi vety­atomilla on todettu olevan muitakin spektri­viivoja, mutta ne ovat näkyvän valon aallon­pituus­alueen ulko­puolella. Niissä kaikissa aallonpituudet saadaan lausekkeesta

­:,

missä n1 ja n2 ovat kokonaislukuja. Luvun n1 mukaan nämä ryhmitellään nimettyihin sarjoihin, jotka ovat:

  • Lymanin sarja, jossa n1 = 1
  • Balmerin sarja, jossa n1 = 2
  • Paschenin sarja, jossa n1 = 3
  • Brackettin sarja, jossa n1 = 4
  • Pfundin sarja, jossa n1 = 5

Lymanin sarjan spektriviivojen aallonpituudet ovat ultraviolettialueella, Balmerin sarjan näkyvän valon alueella, muiden infrapuna-alueella.

  • lähteet

Lähteet

  1. Young & Freedman: ”38.3”, University Physics with Modern Physics, 11. painos, s. 1452. Pearson, 2004. ISBN 0-321-20469-7. (englanniksi)
  2. Balmer series (html) (englanniksi)
Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa artikkelia.
Muilla kielillä
العربية: سلسلة بالمر
Bahasa Indonesia: Deret Balmer
čeština: Balmerova série
Deutsch: Balmer-Serie
English: Balmer series
فارسی: سری بالمر
français: Série de Balmer
한국어: 발머 계열
italiano: Serie di Balmer
lietuvių: Balmerio serija
Nederlands: Balmerreeks
português: Série de Balmer
slovenčina: Balmerova séria
slovenščina: Balmerjeva serija
srpskohrvatski / српскохрватски: Balmerova serija
svenska: Balmerserien
Türkçe: Balmer serileri
українська: Серія Бальмера
中文: 巴耳末系