Zgodnie z tzw. modelem Bohra elektron w atomie wodoru może zajmować ściśle określone poziomy (lub stany) energetyczne. Energie tych stanów wyrażają się wzorem: , gdzie to liczba naturalna (tzw. główna liczba kwantowa), która zmienia się od jednego do nieskończoności. Elektrony, które krążą po orbitach położonych bliżej jądra atomowego, o małych wartościach liczb kwantowych, mają energię co do wartości (!) większą od tych, które krążą po orbitach bardziej oddalonych od jądra.
Widma emisyjne wodoru powstają na skutek emisji fotonów przez atomy tego pierwiastka, która towarzyszy przeskokom elektronów z niższego stanu energetycznego (o mniejszej liczbie kwantowej) na wyższy (o większej liczbie kwantowej).
Widmo emisyjne wodoru można podzielić na kilka tzw. serii widmowych. Każda z serii odpowiada przeskokom elektronu na inny, docelowy stan energetyczny.
Na poniższej animacji pokazano, w jaki sposób powstają linie tzw. serii Balmera, w której docelowym stanem jest stan, któremu jest przypisana liczba kwantowa Seria Balmera jest wyjątkowa, ponieważ wchodzące w jej skład linie leżą w widzialnym zakresie fal elektromagnetycznych.
RXsPKBwkFgxHh
Polecenie 1
Oblicz długość fali fotonu wyemitowanego przez atom wodoru podczas przeskoku ze stanu do stanu . Na zamieszczonym poniżej rysunku możesz sprawdzić, czy uzyskany przez Ciebie wynik jest prawidłowy.
R1ScJwfdcsvmo
Zauważ, że pokazane na rysunku długości fal, odpowiadających liniom widmowym z serii Balmera, różnią się nieco od wartości wyznaczonych na filmie. Ta różnica jest niewielka i wynika z przyjęcia na filmie mniej dokładnych wartości stałych fizycznych i .
1
Polecenie 2
Przyjrzyj się rysunkowi dołączonemu do Polecenia 1. i porównaj ten rysunek z widmem fal elektromagnetycznych. Odpowiedz na pytanie: Do jakiego zakresu fal należą linie widmowe z serii Lymana, a do jakiego z serii Paschena.
Seria Lymana leży w ultrafiolecie, a Paschena w podczerwieni. Obydwie serie leżą poza widzialnym zakresem (400 nm - 700 nm) fal elektromagnetycznych.
1
Polecenie 2
Skorzystaj z dostępnych Ci źródeł i odpowiedz na pytanie. Do jakiego zakresu fal należą linie widmowe z serii Lymana, a do jakiego z serii Paschena?
Seria Lymana leży w ultrafiolecie, a Paschena w podczerwieni. Obydwie serie leżą poza widzialnym zakresem (400 nm - 700 nm) fal elektromagnetycznych.