Kan vi se lys udsendt af hydrogenatomer, når de overgår til en jordstat?

Når et atoms elektroner bevæger sig til en lavere energitilstand, frigiver atomet energi i form af en foton. Afhængigt af den energi, der er involveret i emissionsprocessen, kan denne foton forekomme eller ikke forekomme i det elektromagnetiske spektrums synlige område. Når et hydrogenatoms elektron vender tilbage til jordtilstanden, er det udsendte lys i det ultraviolette område af det elektromagnetiske spektrum. Derfor er det ikke synligt.

Atomens struktur

Elektronen i et hydrogenatom kredser kernen på et bestemt energiniveau. Ifølge atomets Bohr-model kvantificeres disse energiniveauer; de kan kun have heltal værdier. Derfor springer elektronen mellem forskellige energiniveauer. Når elektronen kommer længere væk fra kernen, har den mere energi. Når den overgår tilbage til en lavere energitilstand, frigiver den denne energi.

Forholdet mellem energi og bølgelængde

En fotonens energi er direkte proportional med dens frekvens og omvendt proportional med dens bølgelængde. Derfor er fotoner, der udsendes på grund af større energitransitioner, tilbøjelige til at have kortere bølgelængder. Forholdet mellem en elektrons overgang og dens bølgelængde er modelleret i en ligning formuleret af Niels Bohr. Resultaterne af Bohrs ligning matchede observerede emissionsdata.

Lyman Series

Lyman serien er navnet på overgangen af ​​elektronen mellem en ophidset tilstand og jordtilstanden. Alle de udsendte fotoner i Lyman serien er i det ultraviolette område af det elektromagnetiske spektrum. Den laveste bølgelængde er 93.782 nanometer, og den højeste bølgelængde, fra niveau to til en, er 121.566 nanometer.

Balmer Serie

Balmer serien er hydrogenemissionsserien, der involverer synligt lys. Emissionsværdierne for Balmer-serien spænder fra 383.5384 nanometer til 656.2852 nanometer. Disse spænder fra henholdsvis violet til rødt. Emissionslinjerne i Balmer-serien involverer elektronovergangen fra et højere energiniveau til hydrogenens andet energiniveau.