Balmer Serisi

Atomlar ve moleküller, enerjiyi emdiklerinde ve serbest bıraktıklarında çok ilginç davranışlar sergilerler. Bir atomdaki elektronlar geleneksel olarak, temel durum olarak adlandırılan ve bire eşit n olarak etiketlenen en düşük enerji durumunda bulunurlar. Bununla birlikte, bir atom enerjiyi emdiğinde, elektronlar uyarılır ve daha yüksek bir enerji seviyesine hareket eder. Elektronlar daha düşük bir enerji durumuna veya temel duruma düştüğünde, fazla enerji yayılan ışık olarak serbest bırakılır.

Bir atomu, kabuklarda veya orbitallerde yörüngede dönen elektronlara sahip bir çekirdek olarak tanımlayan Bohr Modelinde tasvir edildiği gibi, bu enerji durumlarına aşina olabilirsiniz. Bu kabuklar enerji seviyeleri ile aynıdır ve n ile etiketlenir. Yayılan ışığın dalga boyu, yüksek ve düşük enerji seviyeleri arasındaki farka bağlıdır. Yüksek enerjili yayılan ışık, elektronların daha yüksek bir enerji seviyesinden gevşemesinden kaynaklanır ve düşük enerjili yayılan ışık, elektronların daha düşük bir enerji seviyesinden gevşemesinden kaynaklanır.

Emisyon spektrumu, bir dizi dalga boyunda yayılan radyasyonun bir ölçüsüdür. Saf element türlerinde, emisyon davranışı geniş bir spektrumdan ziyade belirli dalga boylarının çizgileri olarak görünür. Farklı atomlar farklı enerji seviyelerine sahip olduğundan, bu spektral çizgiler elementten elemente değişir ve bu elektronların uyarıldığında enerji durumları arasında yaptıkları geçişlere bağlıdır. Örneğin, hidrojen için altı adlandırılmış spektral çizgi serisi vardır, bunlardan biri Balmer Serisidir.

Balmer Serisi spektral çizgiler, elektronlar n = 3'ten daha yüksek bir enerji seviyesinden n = 2'ye geri döndüğünde meydana gelir. Balmer Serisi için görünür ışık tayfı 410, 434, 486 ve 656 nm'de spektral çizgiler olarak görünür. H alfa çizgisi, 656 nm'deki kırmızı çizgidir ve n= 3'ten n = 2'ye geçiş nedeniyle oluşur. Camgöbeği, mavi ve mor çizgiler, sırasıyla n = 4, 5 ve 6'dan n = 2'ye geri dönen enerji seviyesi geçişlerine karşılık gelir. Ek spektral çizgiler görünür aralığın dışında ölçülebilir.

Johann Balmer, Balmer formülünü kullanarak görünür çizgileri ölçtü. Burada lambda gözlemlenen dalga boyudur, c bir sabittir, n ikinin daha düşük enerji seviyesidir ve m daha yüksek enerji seviyesidir. Balmer denklemi ve Bohr Modeli'nin kombinasyonu bize birçok farklı elementin spektral çizgilerini tanımlayan Rydberg denklemini verir. Bu denklemde, lambda kaydedilen dalga boyudur_{ve RH,} Rydberg sabitidir. n-başlangıç ile işaretlenen başlangıç seviyeleri, elektronların uyardığı daha yüksek enerji seviyesini temsil eder ve n, elektronların geri gevşediği daha düşük enerji seviyesidir. Balmer serisi için, n_final = 2.

Bu laboratuvarda hidrojen, helyum ve neonun emisyon spektrumlarını ölçecek ve gözlemleyecek ve spektral çizgilerin konumunu belirlemek için Rydberg Denklemini kullanacaksınız.