Johann Balmer

Johann Jakob Balmer

Biografia
Naixement	1 de maig de 1825 Lausen, Suïssa
Mort	12 de març de 1898(1898-03-12) (als 72 anys) Basilea, Suïssa
Sepultura	Wolfgottesacker (en)
Dades personals
Nacionalitat	Suïssa
Formació	Universitat de Basilea
Activitat
Camp de treball	Matemàtiques i física
Ocupació	matemàtiques
Ocupador	Universitat de Basilea
Família
Parents	Luc Balmer (en) (fill del fill)

Johann Jakob Balmer (Lausen, 1 de maig de 1825 - Basilea, 12 de març de 1898) va ser un físic i matemàtic suís.

Va estudiar a la universitat de Berlin i es va doctorar a la universitat de Basilea en 1849. El 1885, Ångström va identificar quatre ratlles en l'espectre visible de l'hidrogen, situades a longituds d'ona de 656,3 nm, 486,1 nm, 434,0 nm i 410,2 nm. Balmer estableix empíricament que aquestes quatre longituds d'ona $\lambda$ (que constitueixen la sèrie de Balmer) es podien expressar per una fórmula, anomenada fórmula de Balmer:

${\frac {1}{\lambda }}=G{\frac {n^{2}-4}{n^{2}}}=R_{H}\left({\frac {1}{4}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)$, (1),

en què n és un enter estrictament superior a 2 i R_H ≡ 4G = 109677,6 cm^-1 (constant de Rydberg). Aquesta fórmula va ser llavors generalitzada per Ritz i va ser verificada experimentalment pel descobriment de noves ratlles previstes per la fórmula de Rydberg-Ritz:

${\frac {1}{\lambda }}=R_{H}\left({\frac {1}{p^{2}}}-{\frac {1}{n^{2}}}\right)$, (2),
en què p és un enter (índex de la sèrie) i n>p (índex de la ratlla).

Es diu també que tot nombre d'ona $\sigma ={\frac {1}{\lambda }}$ d'una ratlla de l'espectre de l'àtom d'hidrogen es posa sota la forma d'una diferència de dos termes espectrals $T_{k}\equiv {\frac {R_{H}}{k^{2}}}$, ja que es pot reescriure (2) sota la forma $\sigma =T_{p}-T_{n}\,$ (principi de combinació de Ritz).

La sèrie de Balmer correspon a n= 2. Altres sèries han estat posades en evidència: sèrie de Lyman el 1916 (n = 1), Paschen el 1908 (n= 3), Brackett (n = 4), Pfund (n= 5).

S'obté de fórmules equivalents per als ions anomenats hidrogenoides, és a dir, en un sol electró, com He⁺, amb un valor diferent de la constant de Rydberg.
És igualment en un certa mesura per a l'espectre dels alcalins (que tenen un sol electró a la capa externa), a condició de modificar el segon terme en $T_{k}\equiv {\frac {R_{H}}{(k+p)^{2}}}$ amb p<1("correcció de Rydberg").

La posada en evidència empírica de regularitats en els espectres de ratlla d'emissió (o d'absorció) dels àtoms va ser un gran descobriment, el començament d'un nou enfocament de l'espectroscòpia, però sobretot una de les primícies de la física quàntica.

Bibliografia

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Johann Balmer

• Herzberg, Atomic spectra and atomic structure, Dover, 1944 (republicat després).
• Atkins, Physical chemistry, 5th edition, Freeman, and co., Nova York, 1994, cap. 13.