Какие серии наблюдаются в спектре поглощения атома водорода?

Предмет: Физика Раздел предмета: Квантовая механика, атомная физика (спектры атомов)

Объяснение:

Атом водорода поглощает или испускает излучение, когда электрон в атоме переходит с одного энергетического уровня на другой. Эти энергетические уровни соответствуют дискретным уровням энергии электронов в атоме, и различные переходы между ними образуют спектральные линии. Спектр водорода можно разделить на несколько серий, каждая из которых соответствует переходам электронов из более высоких уровней на один из фиксированных низших уровней. Некоторые из этих серий могут наблюдаться только в спектре поглощения (когда атом водорода поглощает фотон с энергией, соответствующей разности энергий уровней), другие — в спектре излучения.

Вот основные серии спектра водорода:

1. Серия Лаймана (Lyman series):
   • Здесь электрон переходит с более высоких уровней на первый энергетический уровень (n = 1).
   • Эта серия лежит в ультрафиолетовом диапазоне.
   • Индекс серии: \( n = 1 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 2, 3, 4, ... \rightarrow n = 1 \).
2. Серия Бальмера (Balmer series):
   • Электрон переходит с более высоких уровней на второй энергетический уровень (n = 2).
   • Эта серия лежит в видимом и ближнем ультрафиолетовом диапазоне.
   • Индекс серии: \( n = 2 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 3, 4, 5, ... \rightarrow n = 2 \).
3. Серия Пашена (Paschen series):
   • Электрон переходит на третий энергетический уровень (n = 3).
   • Эта серия принадлежит инфракрасному диапазону.
   • Индекс серии: \( n = 3 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 4, 5, 6, ... \rightarrow n = 3 \).
4. Серия Брэккета (Brackett series):
   • Электрон переходит на четвёртый энергетический уровень (n = 4).
   • Эта серия также лежит в инфракрасном диапазоне.
   • Индекс серии: \( n = 4 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 5, 6, 7,... \rightarrow n = 4 \).
5. Серия Пфунда (Pfund series):
   • Электрон переходит на пятый энергетический уровень (n = 5).
   • Принадлежит глубокому инфракрасному диапазону.
   • Индекс серии: \( n = 5 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 6, 7, 8,... \rightarrow n = 5 \).
6. Серия Хемфри (Humphreys series):
   • Электрон переходит на шестой энергетический уровень (n = 6).
   • Эта серия также лежит в глубоком инфракрасном диапазоне.
   • Индекс серии: \( n = 6 \).
   • Общий вид переходов: \( n = 7, 8, 9,... \rightarrow n = 6 \).

Резюмируя:

• Серия Лаймана — ультрафиолетовый диапазон.
• Серия Бальмера — видимая часть спектра.
• Серии Пашена, Брэккета, Пфунда, Хемфри — инфракрасная область спектра.

Заключение:

Основные серии наблюдаются в зависимости от того, на какой энергетический уровень опускается электрон.