14.2. Спектры водородоподобных атомов

Как уже говорилось, при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий излишек энергии излучается в виде кванта, частоту которого определяет разность термов (рис. 14.3). Обратите внимание на то, что энергия уровней на этом рисунке приведена в электронвольтах и имеет отрицательные значения. Последнее связано с тем, что электрон, находящийся на бесконечном по номеру уровне (т.е., свободный электрон), должен иметь минимальную энергию, а на нашем графике получается наоборот. Знак «минус» снимает это противоречие.

Рис. 14.3. Спектры водородоподобных атомов

Из теории Бора мы знаем, что разность энергий соседних уровней обратна их порядковым номерам. Поэтому линии уровней расположены в квадратичной зависимости от номера. Серия квантовых переходов с более высоких энергетических уровней на первый получила название серия Лаймана (см. рис. 14.3). Частота и длина волны излученной при этом волны определяется как

Расчет по этой формуле показывает, что все переходы серии Лаймана лежат в области ультрафиолета, а соответствующие им длины волн равны 121,568 нм (2 → 1), 102,563 нм (3 → 1), 97,254 нм (4 → 1) и т.д.

Серия Пашена — это переходы на третий уровень с более высоких. Данные переходы лежат в инфракрасной области, а соответствующие длины волн равны 1875,1 нм (4 → 3), 1281,8 нм (5 → 3), 1093,8 нм (6 → 3) и т.д.

Серия Брэккета — это переходы на четвертый уровень, которые лежат в инфракрасной области.

Серия Пфунда — это переходы на пятый уровень (эта серия лежит в инфракрасной области).

Серия Хэмфри — это переходы на шестой уровень; лежит в инфракрасной области.

Важно запомнить

  1. Серия квантовых переходов с более высоких энергетических уровней на первый получила название серия Лаймана;
  2. Частота и длина волны излученной волны
  3. Серии Пашена, Брэккета, Пфунда, Хэмфри лежат в инфракрасной области.
Последнее изменение: понедельник, 19 Сентябрь 2016, 14:26