Спектр атома водорода

Используя теорию Бора и схему энергетических уровней атома, легко объяснить процессы испускания и поглощения излучения атомом.

Чтобы атом получил возможность испускать свет, его нужно возбудить, т.е. перевести электрон на более высокий энергетический уровень (нагреванием, освещением и т.д.). В возбужденном состоянии атом неустойчив и через t~ 10^-8 c переходит на более близкую к ядру орбиту, испуская квант электромагнитного излучения (фотон) с энергией .

Согласно второму постулату Бора (для водорода )

, (1)

где – постоянная Ридберга.

Исследования спектров излучения разряженных газов (т.е. отдельных атомов) показали, что каждому газу присущ определенный линейчатый спектр (рис. 4). Все обнаруженные серии в спектре атома водорода могут быть описаны одной эмпирической формулой, называемой обобщенной формулой Бальмера:

. (2)

Для серии Лаймана (ультрафиолетовая область спектра) (рис. 2) m =1, n= 2,3,4,…

Для серии Бальмера (видимая область спектра) m =2, n =3,4,5,…

Для серии Пашена (инфракрасная область спектра) m =3, n =4,5,6,…

Значения R в формулах (1) и (2) совпадают, что свидетельствует о правильности полученной Бором формулы (1).

Теория Бора, на основе которой были рассмотрены спектры атома водорода и водородоподобных систем и вычислены частоты спектральных линий, не смогла объяснить интенсивности спектральных линий, вероятности возможных переходов и не позволила описать спектр атома гелия – одного из простейших атомов. Все эти проблемы были решены в рамках квантовой механики.

Дата добавления: 2014-01-04