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巴耳末公式

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巴耳末公式是1885年由瑞士數學教師巴耳末提出的用於表示原子譜線波長的經驗公式

其中λ是譜線的波長,B=3.6456×10-7m。,是一個常數。

巴耳末公式的提出經歷了一個曲折的過程。在巴塞爾大學兼任講師期間,年近60歲的巴耳末受到該校一位研究光譜的物理學教授哈根拜希(E.Hagenbach)的鼓勵,開始試圖尋找氫原子光譜的規律。當時氫光譜見光區波段的4條譜線已經過埃姆斯特朗等人的精確測定,通過觀測恆星光譜也發現了紫外波段的10條譜線,然而它們波長的規律尚不為人所知。巴耳末從尋找可見光波段4條譜線波長的公共因子和比例係數入手,否定了將譜線類比聲音的思路。受投影幾何的啟發,巴耳末利用幾何圖形為這些譜線的波長確定了一個公共因子,寫出了巴耳末公式。巴耳末公式計算出的波長與實際測量值的誤差不超過波長的1/40000,吻合得非常好。隨後巴耳末又繼續推算出當時已發現的氫原子全部14條譜線的波長,結果和實驗值完全符合。1884年6月25日,巴耳末在巴斯勒自然科學協會的演講中公布了這個公式,同年又將其發表在當地一個刊物上,1885年又刊載在《物理、化學紀要》雜誌上。幾年後,巴耳末又發表了有關光譜和光譜的各譜線頻率之間的類似關係。

巴耳末公式對光譜學和近代原子物理學的發展產生了重要影響。用巴耳末公式表達的一組譜線位於可見光區,為紀念巴耳末,人們把這組譜線系命名為巴耳末系。隨後又發現了不同於巴耳末系的來曼系帕申系等線系,它們都符合比巴耳末公式更為普遍的里德伯公式

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