Анализ спектральных серий водорода

В формуле Бальмера-Ридберга в качестве определяемой величины использовано волновое число, которое обратно длине волны λ излучения:

$Волновое число$

Используя формулу Бальмера-Ридберга, можно описать шесть спектральных серий для водорода

n₁ n₂ Название серии Нижняя граница серии

1 2 → ∞ Серия Лаймана 91.13 нм
2 3 → ∞ Серия Бальмера 364.51 нм
3 4 → ∞ Серия Пашена 820.14 нм
4 5 → ∞ Серия Брэккета 1458.03 нм
5 6 → ∞ Серия Пфунда 2278.17 нм
6 7 → ∞ Серия Хэмпфри 3280.56 нм

Поскольку формула Бальмера-Ридберга — эмпирическая формула, описывающая длины волн в спектрах излучения атомов химических элементов, то зададимся вопросом: каков механизм излучения атома? Связана ли длина волны излучения с каким-либо параметром двухкомпонентного вихря точечного соленоида? Ведь до сих пор в физике нет четкого понятия, что такое электромагнитная волна и каков механизм ее распространения. Квант, цуг, фотон - за каждым термином стоит разная индивидуальная модель строения и распространения электромагнитного излучения.

Рассмотрим отношения первых длин волн каждой серии λ₁ к предельной длине волны этой серии λ_{→ ∞}

Для серии Лаймана оно будет равно:
λ₁/λ_{→ ∞}=121.6/91.15=1.33

Для серии Бальмера:
λ₁/λ_{→ ∞}=656.3/364.6=1.80

Для серии Пашена:
λ₁/λ_{→ ∞}=1875.1/820.4=2.29

Для серии Брэккета:
λ₁/λ_{→ ∞}=4052.5/1458.0=2.78

Для серии Пфунда:
λ₁/λ_{→ ∞}=7458/2279=3.27

Для серии Хэмпфри:
λ₁/λ_{→ ∞}=12365/3281=3.77

Как видно из полученных результатов, они отличаются на величину 0.5
Например, к полученному соотношению длин волн серии Лаймана прибавляем 0.5 и получаем отношение длин волн серии Бальмера. И так далее.

Наведем порядок в цифрах:
λ1/λ→ ∞=121.60/91.15=1.33=====1.3

Для серии Бальмера:
λ1/λ→ ∞=656.3/364.6=1.80=====1.8

Для серии Пашена:
λ1/λ→ ∞=1875.1/820.4=2.29=====2.3

Для серии Брэккета:
λ1/λ→ ∞=4052.5/1458.0=2.78=====2.8

Для серии Пфунда:
λ1/λ→ ∞=7458/2279=3.27=====3.3

Для серии Хэмпфри:
λ1/λ→ ∞=12365.0/3281.0=3.77=====3.8

В таком виде приближения отличие отношений линий на величину 0.5 уже трудно не заметить.
Число 0.5 - это 1/2
Цифра 1/2 не напоминает кое-какое квантовое число?

Можно формулу перехода от серии к серии написать:
(λn-1/λn-1→ ∞)+1/2 = (λn/λn→ ∞)

Присвоим каждой серии номер k в следующей последовательности:
k=1 для серии Лаймана
k=2 для серии Бальмера
k=3 для серии Пашена
k=4 для серии Брэккета
k=5 для серии Пфунда
k=6 для серии Хэмпфри

А теперь построим график зависимости отношения длин волн λ₁/λ_{→ ∞} от числа k:

Из графика видна линейная в первом приближении зависимость.

А теперь то же самое проделаем для отношения вторых длин волн к предельной длине волны каждой серии λ₂/λ_{→ ∞} и опять построим график зависимости от k:

Теперь уже шаг между отношениями меньше и составляет величину примерно 0.24
Также видна линейная в первом приближении зависимость.

Можно продолжить расчеты и строить графики, но уже понятна общая тенденция: шаг будет стремиться к нулю и в общем масштабе построения графиков угол наклона линий будет стремиться к пределу: к прямой вида Y=1 с нулевым наклоном. Но нас интересует не предел, а "начало". Что это значит? Мы начали отсчет графиков от числа k=1 и от отношения первых длин волн. Из графиков видно, что прямые можно продлить и в сторону нуля. Из первого графика видно, что при k=0 прямая пересечет ось Y со значением ориентировочно 0.8 Вопрос заключается в том, конечное ли это значение и в чем его смысл, а также смысл значения k=0?

В дальнейшем графики и отношения длин волн будут очень полезными.

Просмотров: 1371 | Добавил: vladimirphizik7226 | Теги: электромагнитная теория гравитации, спектральные серии | Рейтинг: 5.0/1

Анализ спектральных серий водорода

Используя формулу Бальмера-Ридберга, можно описать шесть спектральных серий для водорода

Рассмотрим отношения первых длин волн каждой серии λ1 к предельной длине волны этой серии λ→ ∞

Рассмотрим отношения первых длин волн каждой серии λ₁ к предельной длине волны этой серии λ_{→ ∞}