Спектры испускания атомарных газов. Закономерности в излучении атома водорода. Формула Бальмера.

Спектром испускания называют спектр, получаемый при разложении света, излученного самосветящимися телами.

Спектральный состав излучений различных веществ весьма различен. Но многочисленные наблюдения и фотографии спектров показывают, что все спектры испускания можно разделить на три сильно отличающихся друг от друга типа, которые определяются состоянием светящегося объекта.

Сплошные (непрерывные) спектры.

В сплошном спектре представлены все цвета (длины волн), причем переход от одного цвета к другому совершается постепенно (непрерывно)

Сплошные спектры излучаются раскаленными твердыми и жидкими веществами, а также газами, находящимися под большим давлением. Это указывает на то, что вид непрерывного спектра и сам факт его существования определяются не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом. Основную роль в излучении играет возбуждение атомов и молекул при хаотическом движении этих частиц, обусловленное высокой температурой. Солнце дает сплошной спектр, так как его оболочка состоит из плазмы высокой плотности.

Линейчатые спектры.

Линейчатым называют спектр, состоящий из отдельных резко очерченных цветных линий, отделенных друг от друга широкими темными промежутками. Каждая линия представляет собой изображение щели спектрографа в определенном узком интервале длин световых волн.

Такие спектры получаются от светящихся атомарных газов или паров. Линейчатые спектры обусловлены переходами валентных электронов возбужденных атомов на более низкие энергетические уровни.

Линейчатые спектры различных химических элементов отличаются цветом, положением и числом отдельных светящихся линий.

Полосатые спектры.

Состоят из отдельных полос, разделенных темными промежутками. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий.

Полосатые спектры излучаются отдельными возбужденными молекулами (молекулярный газ). Излучение вызвано как электронными переходами в атомах, так и колебательными движениями самих атомов в молекуле.

Серия Бальмера — спектральная серия в спектре атома водорода, названная в честь швейцарского физика Иоганна Бальмера, открывшего эту серию в 1885 году.

Данная серия образуется при переходах электронов с возбужденных энергетических уровней на второй в спектре излучения и со второго уровня на все вышележащие уровни при поглощении.

Переход с третьего энергетического уровня на второй обозначается греческой буквой α, с 4-го на 2-й — β и т. д.

Формула Ридберга для серии Бальмера выглядит следующим образом:

Где m — главное квантовое число — натуральное число, большее или равное 3.

Первые 4 линии серии находятся в видимом диапазоне, остальные — в ультрафиолетовом, волны лежащие в ультрафиолетовой области спектра относятся уже серии к Лаймана. Аналогично существуют серии линий излучения лежащие в инфракрасной области спектра (серии Пашена, Брэкета, Пфунда)

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.