Линейчатый спектр атома водорода

Газы дают линейчатый спектр: на темном фоне наблюдаются узкие линии определенных частот или длин волн. Закон Кирхгофа гласит, что атомы поглощают свет тех же частот, какие они испускают. Значит, газыв спектрах поглощения имеют такую же линейчатую структуру – на фоне сплошного спектра наблюдаются темные линии.

Швейцарский ученый Бальмер (1825-1898),установил(1885), что длины волн девяти линий в видимой области спектра водорода удовлетворяют условию

,                                              (51)

где R ' = 10973731,77м^-1– постоянная Ридберга; n = 3, 4, 5,… Формулу (51) обычно переписывают для частот

,                                              (52)

где R = R'·c = 3,2931193·10¹⁵ с^-1, также называется постоянной Ридберга. Все линии, описываемые формулами (51) и (52) образуют группу линий, называемую серией Бальмера. Позже в спектре водорода были обнаружены еще пять спектральных серий: одна в ультафиолетовой области (серия Лаймана)

и четыре серии в инфракрасной области

серия Пашена

серия Брэкета ,

серия Пфунда  и

серия Хемфри .

    Все серии в спектре водорода могут быть записаны единой формулой

или ,                         (53)

где m и n – целые числа, причем для данной серии n = m +1, n =m +2 и т. д. 

    Ридберг показал, что не только в спектре водорода, но и других атомов наблюдаются спектральные серии, причем частоты всех линий удовлетворяют условию

,                                         (54)

 - называются спектральными термами.

В. Ритц(1908) установил комбинационный прицип (принцип Ритца), согласно которому

частоты спектральных линий излучения любого атома

              могут быть представлены в виде разности двух термов;

              составляя различные комбинации термов можно найти

              все возможные частоты спектральных линий этого атома.

Подводя итог изложенного, заметим, что целые числав спектральных

закономерностях сыграли выдающуюся роль в установлениистроения атома.