سلسلة بالمر

تظهر الذرات والجزيئات سلوكا مثيرا للاهتمام عندما تمتص الطاقة وتطلقها. توجد الإلكترونات في الذرة تقليديا في أدنى حالة طاقة لها ، تسمى الحالة الأرضية ، وتسمى n تساوي واحدا. ومع ذلك ، عندما تمتص الذرة الطاقة ، تصبح الإلكترونات متحمسة وتنتقل إلى مستوى طاقة أعلى. عندما تسترخي الإلكترونات إما إلى حالة طاقة أقل أو إلى الحالة الأرضية ، يتم إطلاق الطاقة الزائدة كضوء منبعث.

قد تكون على دراية بحالات الطاقة هذه ، كما هو موضح في نموذج بور ، الذي يصف الذرة على أنها نواة بها إلكترونات تدور في الأصداف أو المدارات. هذه الأصداف هي نفس مستويات الطاقة ويتم تصنيفها ب n. يعتمد الطول الموجي للضوء المنبعث على الفرق بين مستويات الطاقة العالية والمنخفضة. ينتج الضوء المنبعث من الطاقة العالية عن استرخاء الإلكترونات من مستوى طاقة أعلى ، وينتج الضوء المنبعث من الطاقة المنخفضة عن استرخاء الإلكترونات من مستوى طاقة أقل.

طيف الانبعاث هو مقياس للإشعاع المنبعث عبر مجموعة من الأطوال الموجية. مع الأنواع الأولية النقية ، يظهر سلوك الانبعاث كخطوط ذات أطوال موجية محددة بدلا من طيف واسع. نظرا لأن الذرات المختلفة لها مستويات طاقة مختلفة ، فإن هذه الخطوط الطيفية تختلف من عنصر إلى آخر وتعتمد على التحولات التي تقوم بها هذه الإلكترونات بين حالات الطاقة عند الإثارة. على سبيل المثال ، هناك ستة سلاسل مسماة من الخطوط الطيفية للهيدروجين ، إحداها هي سلسلة Balmer.

تحدث سلسلة Balmer من الخطوط الطيفية عندما تنتقل الإلكترونات من مستوى طاقة أعلى من n = 3 إلى n = 2. يظهر طيف الضوء المرئي لسلسلة Balmer كخطوط طيفية عند 410 و 434 و 486 و 656 نانومتر. خط h alpha هو الخط الأحمر عند 656 نانومتر ويحدث بسبب الانتقال من n = 3 إلى n = 2. تتوافق الخطوط السماوية والأزرق والبنفسجي مع انتقالات مستوى الطاقة من n = 4 و 5 و 6 ، على التوالي ، إلى n = 2. يمكن قياس الخطوط الطيفية الإضافية خارج النطاق المرئي.

قام يوهان بالمر بتحديد الخطوط المرئية باستخدام صيغة بالمر. هنا ، لامدا هو الطول الموجي المرصود ، c ثابت ، n هو مستوى الطاقة الأدنى لاثنين ، و m هو مستوى الطاقة الأعلى. يعطينا الجمع بين معادلة بالمر ونموذج بور معادلة ريدبيرغ ، التي تصف الخطوط الطيفية للعديد من العناصر المختلفة. في هذه المعادلة ، لامدا هو الطول الموجي المسجل ، و R _H هو ثابت Rydberg. تمثل المستويات الأولية المميزة ب n-initial مستوى الطاقة الأعلى الذي تثيره الإلكترونات و n نهائي هو مستوى الطاقة الأدنى الذي تسترخي إليه الإلكترونات مرة أخرى. بالنسبة لسلسلة Balmer ، n _final = 2.

في هذا المختبر ، ستقوم بقياس ومراقبة أطياف انبعاث الهيدروجين والهيليوم والنيون واستخدام معادلة ريدبيرغ لتحديد موقع الخطوط الطيفية.