Rydberg formülü, dalga boyu Bir atomun enerji seviyeleri arasında hareket eden bir elektrondan kaynaklanan ışık.
Bir elektron bir atom yörüngesinden diğerine değiştiğinde elektronun enerjisi değişir. Elektron, yüksek enerjili bir yörüngeden daha düşük bir enerji durumuna geçtiğinde,ışık fotonu yaratıldı. Elektron düşük enerjiden daha yüksek bir enerji durumuna geçtiğinde, ışık foton atom tarafından emilir.
Her öğenin ayrı bir spektral parmak izi vardır. Bir elementin gaz halindeki ısıtıldığında ışık verir. Bu ışık bir prizma veya kırınım ızgarasından geçtiğinde, farklı renklerde parlak çizgiler ayırt edilebilir. Her öğe diğer öğelerden biraz farklıdır. Bu keşif spektroskopi çalışmasının başlangıcıydı.
Rydberg Denklemi
Johannes Rydberg, bir spektral çizgi ile bir sonraki unsur arasında bir matematiksel ilişki bulmaya çalışan İsveçli bir fizikçiydi. Sonunda ardışık çizgilerin dalga boyları arasında tam bir ilişki olduğunu keşfetti.
Bulguları, bu formülü oluşturmak için Bohr'un atom modeli ile birleştirildi:
1 / λ = RZ2(1 / n12 - 1 / n22)
nerede
λ fotonun dalga boyudur (dalga sayısı = 1 / dalga boyu)
R = Rydberg sabiti (1.0973731568539 (55) x 107 m-1)
Z = atomik numara atomun
n1 ve n2 n olduğu tamsayılar2 > n1.
Daha sonra n2 ve n1 asıl kuantum sayısı veya enerji kuantum sayısı ile ilgiliydi. Bu formül, bir hidrojen atomunun sadece bir elektronla enerji seviyeleri arasındaki geçişler için çok iyi çalışır. Çok elektronlu atomlar için, bu formül parçalanmaya ve yanlış sonuçlar vermeye başlar. Yanlışlığın nedeni, iç kısım için tarama miktarının elektronlar veya dış elektron geçişleri değişir. Denklem, farklılıkları telafi etmek için çok basittir.
Rydberg formülü, spektral çizgilerini elde etmek için hidrojene uygulanabilir. Ayar n1 1'e kadar ve n çalışıyor2 2'den sonsuza kadar Lyman serisini verir. Diğer spektral seriler de belirlenebilir:
| n1 | n2 | Yaklaşıyor | ad |
| 1 | 2 → ∞ | 91.13 nm (ultraviyole) | Lyman serisi |
| 2 | 3 → ∞ | 364.51 nm (görünür ışık) | Balmer serisi |
| 3 | 4 → ∞ | 820.14 nm (kızılötesi) | Paschen serisi |
| 4 | 5 → ∞ | 1458.03 nm (uzak kızılötesi) | Brackett serisi |
| 5 | 6 → ∞ | 2278.17 nm (uzak kızılötesi) | Pfund serisi |
| 6 | 7 → ∞ | 3280.56 nm (uzak kızılötesi | Humphreys serisi |
Çoğu sorun için, aşağıdaki formülü kullanabilmeniz için hidrojen ile uğraşacaksınız:
1 / λ = R'H(1 / n12 - 1 / n22)
burada R'H hidrojen Z'nin 1 olması nedeniyle Rydberg'in sabitidir.
Rydberg Formula Çalışılan Örnek Problemi
Dalga boyunu bulun. Elektromanyetik radyasyon n = 3'ten n = 1'e kadar rahatlayan bir elektrondan yayılır.
Sorunu çözmek için Rydberg denklemi ile başlayın:
1 / λ = R (1 / n12 - 1 / n22)
Şimdi, değerleri n1 1 ve n2 3. 1.9074 x 10 kullanın7 m-1 Rydberg'in sabiti için:
1 / λ = (1.0974 x 107)(1/12 - 1/32)
1 / λ = (1.0974 x 107)(1 - 1/9)
1 / λ = 9754666.67 m-1
1 = (9754666,67 m-1)λ
1 / 9754666.67 m-1 = λ
λ = 1.025 x 10-7 m
Formülün, Rydberg sabiti için bu değeri kullanarak metre cinsinden bir dalga boyu verdiğini unutmayın. Nanometreler veya Angstromlarda sıklıkla bir cevap vermeniz istenir.