Спектральные серии водорода — набор спектральных серий, составляющих спектр атома водорода. Поскольку водород — наиболее простой атом, его спектральные серии наиболее хорошо изучены. Они хорошо подчиняются формуле Ридберга.Спектральные линии, возникающие при переходах на основной энергетический уровень, называются резонансными, все остальные — субординатными.
Атом водорода состоит из электрона, вращающегося вокруг ядра. Электромагнитная сила между электроном и протоном ядра вызывает наличие набора квантовых состояний электрона, каждое из которых имеет свою энергию. Эти состояния изображаются на Боровской модели как отдельные орбиты электрона. Каждой орбите или состоянию соответствует целое число n.
Спектральное излучение происходит, когда электрон переходит из более высокого энергетического состояния в более низкое. Состояние с более низкой энергией обозначается как n′, а с более высокой n. Энергия излучённого фотона соответствует разнице двух состояний. Так как энергия каждого состояния всегда одинакова, разница между ними тоже всегда одинакова и переход всегда будет излучать фотон с постоянной энергией.
Спектральные линии сгруппированы в серии по n′. Линии названы последовательно от самой низкочастотной греческими буквами. Например, линия 2 → 1 называется линией Лаймана-альфа (Ly-α), а 7 → 3 Пашена-дельта(Pa-δ).
Диаграмма энергетических состояний атома водорода.
У водорода существуют линии, не попадающие в эти серии, как, например, 21 сантиметровая линия. Эти линии соответствуют более редким процессам в атоме, таким как сверхтонкие переходы. Тонкая структура также влечёт единые спектральные линии, появляющиеся в виде двух и более тесно сгруппированных тонких линий, из-за релятивистских эффектов.
#научные_фильмы@physics_math
#атомная_физика@physics_math
#ядерная_физика@physics_math
#квантовая_физика@physics_math
#физика@physics_math