发射光谱

当一个原子吸收能量时，电子 就会被激发并移动到更高的能级。当电子向下弛豫到较低的能量状态 或基态时，多余的能量 会以光子的形式释放出来。吸收和发射的光的波长 取决于高低能级之间的 差异。高能量发射的光是 由电子从较高能级弛豫而来，而低能量发射的光是由电子 从较低能级弛豫而来。发射光谱是对在一系列波长范围内发射的 辐射的测量。对于纯元素物质，发射行为 表现为特定波长的线条 而不是宽光谱。这是氢的发射光谱。可见光区域的光谱线的集合 被称为巴尔默（Balmer）系列。它发生在电子从 高于 n=3 的能级跃迁回 n=2 的能级时。可见光的光谱在 410、434、486 和 656 nm 处以谱线的形式 出现，分别对应于从 n 3、4、5 和 6 到 n=2 的能级跃迁。可以在可见光的范围之外 测量其他光谱线，例如在 紫外区域的莱曼（Lyman）系列和在 红外区域的帕申（Paschen）系列。氢的光谱线的波长 可以用一个数学表达式来预测，其中 R-H 为里德伯常数，n1 是较低能级的主量子数，而 n2 是较高能级的 主量子数。对于巴尔默系列，n1=2。由于不同的原子具有不同的能级，光谱发射线因元素而异，因此可以用于识别物质。与发射光谱相反的 是它的吸收光谱。来看一下氢，它的吸收光谱中的谱线 位于发射光谱的相同波长 处，但它们是暗的。这些是当氢原子 暴露在连续的白光光谱中时 被氢原子吸收的光的 波长。