Spettro dell'atomo di idrogeno

Serie principali delle linee spettrali dell'atomo d'idrogeno.

Lo spettro dell'atomo di idrogeno è l'insieme delle lunghezze d'onda presenti nella luce che l'atomo di idrogeno è capace di emettere.

Questo spettro luminoso è composto da serie spettrali con lunghezze d'onda discrete. La formula di Rydberg (ricavata empiricamente) ne descrive esattamente i valori.

dove

  • è la lunghezza d'onda della luce nel vuoto.
  • è la costante di Rydberg dell'idrogeno .
  • e sono interi tali che .

Interpretazione

L'idrogeno è il primo atomo della Tavola periodica ed è formato da un protone e da un elettrone. L'energia dell'elettrone, in un sistema di riferimento con origine nel centro di massa non può assumere che determinati valori discreti chiamati livelli di energia (vedi Modello atomico di Bohr-Sommerfeld). Quando l'elettrone passa da un livello di energia alto ad uno più basso, emette un fotone la cui energia è pari alla differenza fra quei due livelli. Conseguentemente (per l' ipotesi di Planck) la frequenza della radiazione emessa non può assumere che valori discreti e determinati, ciò che chiamiamo il suo spettro.

Verifiche sperimentali

  • Spettro solare
  • Lampada ad idrogeno
  • Spettro dell'acqua nell'acqua pesante

Livelli energetici

Con il termine spettro dell'atomo di idrogeno si può anche indicare lo spettro dell'operatore Hamiltoniana nel caso di un potenziale coulombiano:

i cui autovalori sono:

dove m è la massa dell'elettrone e Z=1 nel caso dell'idrogeno.

Voci correlate

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