발머 시리즈 파장을 계산하는 방법

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작가: John Stephens
창조 날짜: 24 1 월 2021
업데이트 날짜: 5 칠월 2024
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수소 원자의 보어 모델, 전자 전이, 원자 에너지 준위, Lyman & Balmer 시리즈
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수소 원자의 발머 계열은 가능한 전자 전이와 과학자들이 관찰하는 방출 파장의 2 위치. 양자 물리학에서 전자가 원자 주위의 다른 에너지 수준 사이에서 전이 할 때 (주 양자 수로 설명 됨) ) 광자를 방출하거나 흡수합니다. Balmer 시리즈는 더 높은 에너지 레벨에서 두 번째 에너지 레벨로의 전환 및 방출 된 광자의 파장을 설명합니다. Rydberg 공식을 사용하여이를 계산할 수 있습니다.

TL; DR (너무 길고 읽지 않음)

다음을 기준으로 수소 발머 계열 전이의 파장을 계산하십시오.

1/λ = 아르 자형H ((1/22) − (1 / 22))

어디 λ 파장입니다 아르 자형H = 1.0968 × 10712 전자가 전이하는 상태의 주요 양자 수입니다.

Rydberg 공식 및 Balmer의 공식

Rydberg 공식은 관측 된 방출의 파장을 전이와 관련된 주요 양자 수와 관련시킵니다.

1/λ = 아르 자형H ((1/12) − (1 / 22))

그만큼 λ 기호는 파장을 나타내고 아르 자형H 수소에 대한 Rydberg 상수이며 아르 자형H = 1.0968 × 1071. 이 공식은 두 번째 에너지 레벨과 관련된 전환뿐만 아니라 모든 전환에 사용할 수 있습니다.

발머 시리즈 1 = 2, 주요 양자 수 값 ()는 전환이 고려되는 두 가지입니다. Balmer의 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다 :

1/λ = 아르 자형H ((1/22) − (1 / 22))

발머 시리즈 파장 계산

    계산의 첫 단계는 고려중인 전환의 기본 양자 번호를 찾는 것입니다. 이는 단순히 "에너지 수준"에 수치를 두는 것을 의미합니다. 세 번째 에너지 수준은 = 3, 네 번째는 = 4 등. 이들은 그 자리에 간다 2 위의 방정식에서.

    방정식의 일부를 괄호로 계산하여 시작하십시오.

    (1/22) − (1 / 22)

    필요한 것은 2 이전 섹션에서 찾았습니다. 에 대한 2 = 4, 당신은 얻을 :

    (1/22) − (1 / 22) = (1/22) − (1 / 42)

    = (1/4) − (1/16)

    = 3/16

    이전 섹션의 결과에 Rydberg 상수를 곱하고 아르 자형H = 1.0968 × 1071, 1 /에 대한 값을 찾으려면λ. 공식과 예제 계산은 다음을 제공합니다.

    1/λ = 아르 자형H ((1/22) − (1 / 22))

    = 1.0968 × 1071 × 3/16

    = 2,056,500 미터1

    1을 이전 섹션의 결과로 나누어 전이의 파장을 찾으십시오. Rydberg 공식은 역수 파장을 제공하므로 파장의 결과를 역수로 구해야합니다.

    따라서 예제를 계속 진행하십시오.

    λ = 1 / 12,056,500m1

    = 4.86 × 107

    = 486 나노 미터

    이것은 실험을 기반으로이 전이에서 방출 된 확립 된 파장과 일치합니다.