Серия Лаймана
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.
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.
Формула серии Лаймана
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.
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.
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.
Какой переход создаёт линию серии Лаймана?
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 \(\frac{1}{\lambda}=R\left(1-\frac{1}{n^2}\right)\).