Espectre de l'hidrogen

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
La sèrie espectral de l'hidrogen en una escala logarítmica

Es denomina espectre de l'hidrogen a l'espectre d'emissió electromagnètica pròpia de l'hidrogen. Les longituds d'ona vénen determinades per la fórmula de Rydberg. Aquestes línies espectrals observades són degudes als electrons que es mouen entre nivells energètics de l'àtom. Les línies espectrals són importants en astronomia per poder detectar la presència d'hidrogen i per poder calcular els desplaçaments cap al roig.

Fórmula de Rydberg[modifica | modifica el codi]

Article principal: Fórmula de Rydberg

Les diferències d'energia entre nivells del model de Bohr –i, per tant, les longituds d'ona dels fotons emesos i absorbits– vénen donades per la fórmula de Rydberg:[1]

 {1 \over \lambda} = R \left( {1 \over (n^\prime)^2} - {1 \over n^2} \right) \qquad \left( R = 1.097373 \times 10^7 \ \mathrm{m}^{-1} \right)

On n és el nivell d'energia inicial, n′ és el nivell d'energia final i R és la constant de Rydberg.[2] Els valors significatius només s'obtenen quan n és major que n′ i es pren el límit d'u entre infinit com zero.

Sèries[modifica | modifica el codi]

Totes les longituds d'ona es donen amb fins a 3 xifres significatives.

Sèrie de Lyman (n′ = 1)[modifica | modifica el codi]

Article principal: Sèrie de Lyman
n λ (nm)
2 122
3 103
4 97,3
5 95,0
6 93,8
\infty 91,2
La sèrie de Lyman de les línies espectrals de l'àtom d'hidrogen en l'ultraviolat

Aquesta sèrie s'anomena en honor al seu descobridor, Theodore Lyman. Totes les longituds d'ona de la sèrie de Lyman estan a la banda ultraviolada.[3][4]


Sèrie de Balmer (n′ = 2)[modifica | modifica el codi]

Article principal: Sèrie de Balmer
n λ (nm)
3 656
4 486
5 434
6 410
7 397
\infty 365


Les quatre línies d'espectre d'emissió visibles de la sèrie de Balmer. H-alfa és la línia vermella de la dreta.


Sèrie de Paschen (sèrie de Bohr) (n′ = 3)[modifica | modifica el codi]

n λ (nm)
4 1870
5 1280
6 1090
7 1005
8 954
\infty 820

Les línies de Pasched cauen totes a la banda infraroja.[5]


Sèrie de Brackett (n′ = 4)[modifica | modifica el codi]

n λ (nm)
5 4050
6 2620
7 2160
8 1940
9 1820
\infty 1460


Sèrie de Pfund (n′ = 5)[modifica | modifica el codi]

n λ (nm)
6 7460
7 4650
8 3740
9 3300
10 3040
\infty 2280


Sèrie de Humphreys (n′ = 6)[modifica | modifica el codi]

n λ (nm)
7 12400
8 7500
9 5910
10 5130
11 4670
\infty 3280


Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Bohr, Niels (1985), "Rydberg's discovery of the spectral laws", in Kalckar, J., N. Bohr: Collected Works, vol. 10, Amsterdam: North-Holland Publ., pàg. 373–9
  2. «CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006» (PDF). Committee on Data for Science and Technology (CODATA). NIST.
  3. Lyman, Theodore (1906), "The Spectrum of Hydrogen in the Region of Extremely Short Wave-Length", Memoirs of the American Academy of Arts and Sciences, New Series 13 (3): 125–146, ISSN 0096-6134
  4. Lyman, Theodore (1914), "An Extension of the Spectrum in the Extreme Ultra-Violet", Nature 93: 241, DOI 10.1038/093241a0
  5. Paschen, Friedrich (1908), "Zur Kenntnis ultraroter Linienspektra. I. (Normalwellenlängen bis 27000 Å.-E.)", Annalen der Physik 332 (13): 537–570, doi:10.1002/andp.19083321303, <http://www3.interscience.wiley.com/journal/112500956/abstract>

Vegeu també[modifica | modifica el codi]