Открыта Ф. Пашеном в том же году. Все линии серии находятся в инфракрасном диапазоне. Длины волн бальмеровской серии водорода и дейтерия, выраженные в ангстремах, приведены в табл. 14.1.5. 14.1.2 — спектральные линии лаймановской серии атома водорода. 5. Определите длину волны спектральной линии, соответствующей переходу электрона в атоме водорода с шестой боровской орбиты на вторую.
Серия Лаймана атома водорода целиком попадает в область вакуумного ультрафиолета. При радиационном переходе с j на i поглощается квант с такой же энергией. По мере увеличения номера верхнего уровня iдлина волны перехода монотонно уменьшается. Существует нижний предел длины волны серии, соответствующий границе ионизации.
По формулам (1.3) и (1.4) с постоянной Ридберга (13.6.4) мы можем вычислить длины волн для любой серии атома водорода. Лаймана. В первом столбце приведён номер числа верхнего уровня n, во втором — обозначение перехода. В пятом помещены измеренные длины волны переходов, в шестом — их теоретические значения, вычисленные по планетарной модели.
Здесь атмосферная длина волны выражена в микронах. Сведения о бальмеровской серии (j = 2) содержатся в табл.14.1.4. Теоретические длины волн, исправленные преломления по формулам (1.5) и (1.6), приведены в последнем столбце.
Линия Hbрасположена в сине–зелёном участке спектра, а остальные — в синей и фиолетовой областях. Здесь важную роль играет наложение линий бальмеровской серии при больших значениях n. Вычислим разность длин волн ∆λ двух соседних переходов: i→2 и (i+1)→2. Постоянная Ридберга у дейтерия RD (13.6.5) больше, чем у водорода RH, поэтому линии дейтерия смещены в синюю сторону спектра относительно линий водорода.
Система обозначения радиолиний аналогична оптическим переходам водорода. Например, H109α обозначает переход со 110–го на 109–й уровень водорода, а H137β — переход между его 139–м и 137–м уровнями.
Оптические переходы иона HeII
Во–первых, методами радиоастрономии длины волн измеряются очень точно: с шестью, а иногда и с семью верными знаками (в оптическом диапазоне обычно получается не более пяти верных знаков). В поле рисунка указана доплеровская скорость туманности (–42.3 км/с), которая несколько меняет длины волн линий по сравнению с их лабораторными значениями. Отметим важную особенность иона HeII. Из 13.5.2 следует, что энергия уровня Znводородоподобного иона с зарядом ядра Z, равна энергии уровня nатома водорода.
Пунктиром обозначены переходы HeII, практически совпадающие с бальмеровскими линиями водорода. Сплошными линиями отмечены переходы Bγ, Bε и Bη, для которых нет пары среди линий водорода.
Приведённая масса выше у более тяжёлого химического элемента, поэтому уровень с номером 2m иона гелия лежит глубже уровня m атома водорода. Следовательно, линии серии Брекета HeII сдвинуты в синюю сторону относительно соответствующих переходов серии Бальмера.
В спектрах нормальных звёзд самыми сильными линиями поглощения всегда остаются линии водорода, если температура атмосферы выше 10000К. Теперь мы можем уточнить длину волны перехода. Причина заключается в принципиальном недостатке планетарной модели с круговыми орбитами электронов: она связывает энергию уровня только с одним квантовым числом. В действительности верхний уровень резонансного перехода расщеплён на два подуровня. Именно оно вносит неопределённость в длину волны перехода.
8. В инфракрасной области спектра излучения водорода обнаружено четыре серии—Пашена, Брэкета, Пфунда и Хэмфри. Запишите спектральные формулы для них и определите самую длинноволновую линию: 1) в серии Пашена; 2) в серии Хэмфри. Атом может находиться только в особенных стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии , где — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход.
Квантовые переход — скачкообразные переходы квантовой системы (атома, молекулы, атомного ядра, твёрдого тела) из одного состояния в другое. При переходе с более высокого уровня энергии Ek на более низкий Ei система отдаёт энергию Ek — Ei, при обратном переходе — получает её (рис.).
Если вариант задан учителем, вы можете вписать ответы на задания части С или загрузить их в систему в одном из графических форматов. Учитель увидит результаты выполнения заданий части В и сможет оценить загруженные ответы к части С. Выставленные учителем баллы отобразятся в вашей статистике.
Открыта И. Я. Бальмером в 1885 году. Первые четыре линии серии находятся в видимом диапазоне. Излучение с l<2000Å сильно поглощается в земной атмосфере, поэтому длины волн серии Лаймана приведены для вакуума. Переходы между соседними уровнями атома водорода с номерами n > 60 попадают в сантиметровый и более длинноволновый диапазоны спектра, поэтому их называют «радиолиниями». Спектральная линия излучается или поглощается в результате перехода между двумя дискретными уровнями энергии.
