Задание № 18 · ЕГЭ

Серия Лаймана

Спектральная серия атома водорода при переходах на первый энергетический уровень
3 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Серия Лаймана — это спектральная серия атома водорода, возникающая при переходах электрона с уровней \(n=2,3,4,\ldots\) на первый энергетический уровень \(n=1\). Все линии этой серии лежат в ультрафиолетовой области спектра.

Серия ЛайманаНазвание происходит от фамилии Т. Лаймана, исследовавшего ультрафиолетовый спектр водорода.
Совокупность спектральных линий атома водорода, соответствующих испусканию фотонов при переходах электрона с любого возбужденного уровня \(n\ge 2\) на первый уровень \(n=1\). Названа в честь американского физика Теодора Лаймана.

Атом водорода имеет дискретные энергетические уровни. При переходе электрона на более низкий уровень атом испускает фотон с энергией \(E=h\nu\), равной разности энергий уровней. Такие переходы относятся к квантовым переходам. Устройство уровней удобно рассматривать на энергетической диаграмме атома.

\(R\)
постоянная Ридберга
м⁻¹
\(\lambda\)
длина волны
м
\(n\)
главное квантовое число
безразмерная величина

Формула серии Лаймана

\[\frac{1}{\lambda}=R\left(\frac{1}{1^2}-\frac{1}{n^2}\right),\quad n=2,3,4,\ldots\]

Здесь \(\lambda\) — длина волны линии, \(R\approx 1{,}097\cdot10^7\ \text{м}^{-1}\) — постоянная Ридберга, а \(n\) — начальный уровень электрона. При \(n=2\) возникает первая линия серии, при \(n=3\) — вторая и так далее. При увеличении \(n\) линии сближаются и стремятся к границе серии.

№
Пример

Для перехода \(n=2\to n=1\) формула даёт \(\frac{1}{\lambda}=R\left(1-\frac14\right)=\frac34R\). Получается длина волны около \(121{,}6\) нм — ультрафиолетовое излучение.

!
Не путайте серии

В серии Лаймана конечный уровень всегда \(n=1\). У серии Бальмера электрон переходит на уровень \(n=2\), поэтому её линии находятся преимущественно в видимой области. Формула Бальмера является частным случаем общей формулы для другой конечной орбиты.

Проверьте себя

Какой переход создаёт линию серии Лаймана?

Главное за минуту

Главное

  • Серия Лаймана образуется при переходах электронов на первый уровень: \(n\to1\), где \(n\ge2\).
  • Её линии находятся в ультрафиолетовой области спектра.
  • Для расчёта длины волны используют \(\frac{1}{\lambda}=R\left(1-\frac{1}{n^2}\right)\).