巴耳末系

巴耳末系巴耳末線原子物理學氫原子六個發射譜線系列之一的名稱。

巴耳末系的計算可以使用約翰·巴耳末在1885年發現的巴耳末公式- 一個經驗式。 來自氫原子所發射的光譜線在可見光有4個波長:410奈米、434奈米、486奈米和656奈米。它們是吸收光子能量的電子進入受激態後,返回主量子數n等於2的量子狀態時釋放出的譜線[1]

巴耳末系中落在可見光區域內的4條譜線。

回顧

在 氘燈的發射譜線中可以清楚的看見兩條巴耳末系的譜線(H-α和H-β)。

巴耳末系的譜線是電子從主量子數徑向量子數n>3的能階返回n等於2時釋放出的。傳送的名稱是利用希臘字母依序來命名:從n=3至n=2稱為H-α,n=4至n=2稱為H-β,n=5至n=2稱為H-γ,n=6至n=2稱為H-δ。當個系列的電磁波頻譜在可見光部分第一次被看見時,就被稱為H-αH-βH-γH-δ,其中的H就代表氫原子。

傳送的 3→2 4→2 5→2 6→2 7→2 8→2 9→2 →2
名稱 H-α H-β H-γ H-δ H-ε H-ζ H-η
波長 (nm) [2] 656.3 486.1 434.1 410.2 397.0 388.9 383.5 364.6
顏色 紅色 藍-綠色 紫色 紫t (紫外線) (紫外線)

雖然在1885年之前物理學家就知道原子會輻射,但她們缺乏工具來準確的預測譜線應該出現的位置(波長)。巴耳末公式能很精確的預測氫在可見光的4條吸收或發射的譜線,啟發了芮得柏公式成為普遍化的形式,並帶領物理學家發現在可見光之外的來曼系帕申系布拉克系:那些被預測的氫吸收和發射譜線。

最熟悉的紅色H-α氫氣譜線,是n = 3的殼層和n = 2的殼層之間轉移的巴耳末系譜線,是在宇宙中最耀眼的顏色。在耀眼的發射或電離的星雲,像是獵戶座大星雲,都會發現它對光譜的貢獻,有時在恆星形成的HII區也能發現。在真實顏色的照片中,這些星雲因為氫發射的巴耳末系組合,明顯的發散出桃紅色的顏色。

稍後,發現在非常高解析度的觀察下,這些氫的譜線都是非常靠近的雙線,這種分裂的譜線稱為精細結構。同時也發現,被激發的電子在巴耳末系從n=2躍遷至n>6的軌道時,即使是紫外線的譜線也是如此。

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