Lymanova serija

Izvor: Wikipedia
Lymanova serija
Prijelaz elektrona i njihova rezultirajuća valna duljina za vodik

Lymanova serija, u fizici i kemiji, je serija ultraljubičastih emisionih linija, koje nastaju prijelazom elektrona iz energetskih razina n ≥ 2 na n = 1. Linije u seriji se nazivaju grčkim slovima po redoslijedu, od Lyman-alfa (od n = 2 na n = 1), Lyman-beta (od n = 3 na n = 1), Lyman-gama (od n = 4 na n = 1) itd. Tu seriju je otkrio Theodore Lyman 1906. godine.

Historija[uredi - уреди]

Histoijski, objašnjenje nastanka vodikovih spektralnih linija je bio veliki problem u fizici u 19. vijeku. Prvo je 1885. otkrivena Balmerova serija i utvrđena je Balmerova formula za vidljivi dio spektra vodika. Na osnovu toga, Johannes Rydberg je uspio odrediti Rydbergovu formulu za sve spektralne linije vodikovog atoma.

Lymanova serija[uredi - уреди]

Jedan od oblika Rydbergove formule za Lymanovu seriju je:

 {1 \over \lambda} = R \left( 1 - {1 \over n^2} \right) \qquad \left( R = 1.0974 \times 10^7 \mbox{m}^{-1} \right)

gdje je n – prirodni broj jednak ili veći od 2 (n = 2,3,4,...). Valne duljine (nm) Lymanove serije se nalazi u ultraljubičastom dijelu spektra:

n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 \infty
Valne duljine (nm) 121,5 102,5 97,2 94,9 93,7 93,0 92,6 92,3 92.0 91,9 91,12 (Lyman limit)

Objašnjenje[uredi - уреди]

Godine 1913. Niels Bohr je stvorio Bohrov model atoma, koji je uspio objasniti spektralne linije u Rydbergovoj formuli. Bohr je otkrio da elektroni u atomu vodika moraju imati točno određene, kvantizirane, energetske razine, po slijedećoj formuli:

 E_n = - {{m e^4} \over {2 \left( 4 \pi \varepsilon_0 \hbar \right)^2}} {1 \over n^2} = - {13.6 \over n^2} [\mbox{eV}].

Prema Bohrovoj pretpostavci, kada elektron skoči sa početne energetske razine (Ei) na konačnu energetsku razinu (Ef), atom emitira foton sa valnom duljinom:

 \lambda = {{h c} \over {E_i - E_f}}.

Ako energetske razine izražavamo u elektronvoltima, a valnu duljinu u Angstromima:

 \lambda = {12430 \over {E_i - E_f}}.

Za vodikov atom vrijedi:

 {1 \over \lambda} = {{E i-E f} \over 12430} = \left( {12430 \over 13.6} \right)^{-1} \left({1 \over m^2} - {1 \over n^2} \right) = R \left({1 \over m^2} - {1 \over n^2} \right)

gdje je: R – Rydbergova konstanta. Za Lymanovu seriju m = 1:

 {1 \over \lambda} = R \left( 1 - {1 \over n^2} \right)

Izvori[uredi - уреди]

  • [1] Lyman discovers series
  • C. R. Nave (2006). "HyperPhysics" Hydrogen Spectrum. Georgia State University, 2008.
  • "Quantum Physics" Eisberg and Resnick, John Wiley and Sons, 1985.
  • [2] "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006", Committee on Data for Science and Technology (CODATA), NIST