第4部目次
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4-2: 原子のスペクトル

   種々のガスを入れた 放電管 や, 色々な物質で作った 電極の間に高電圧をかけて 放電 させたとき放射される光は, そのガスや物質に特有の 線スペクトル を示します. 下の写真がその例です.

  スペクトルの例
太陽光線は連続スペクトル ですが,ところどころに フラウンホーファー線 という黒い吸収スペクトル が見られます. これについては 説明を省略します. 水素や水銀の線スペクトルは, この写真では 1部が見えていますが, 画質が良くないので 残念ながら 残りは はっきり見えていません.


  「バルマーの公式」
 下図水素のスペクトルの中で 可視部から紫外線の部分に かけて現れる バルマー系列呼ばれる一群の 線スペクトルです. (水素には この他に ライマン系列, パッシェン系列, ブラケット系列 などのスペクトル線の グループが 見られます.)
  水素の線スペクトル
   上図水素のスペクトル線, α,β,γ,δ の 波長がそれぞれ

と表されることを, スイスの女学校の 教師 バルマー (スイス: 1825 - 98) が発見し, これがバルマーの公式

で表されることに 気がつきました(1885). また上図の α,β,γ,δ 以外の スペクトル線にも バルマーの公式が よく当てはまることが 分かっています.

  「リュードベリーの公式」
 リュードベリー (スウェーデン) は,1890年, 水素だけでなく アルカリ元素の スペクトルに関しても, スペクトル線の波長 λ が 大変簡単な公式で 表されることを 発見しました. これが リュードベリーの公式

です.mn は整数です. ab物質ごとに,また系列ごとに 異なる値ですが, 系列内では定数です. Rリュードベリー定数 と呼ばれ, 水素に対する実験値から
R = 10967776 /m
が得られました.
 バルマーの公式も リュードベリーの公式の 特別な場合であり, a = b = 0, m = 2 とおいて

と書かれます.


   これら バルマーやリュードベリーの 実験公式を, 古典論で説明することは できません 物理学は何らかの 革命的な飛躍遂げなければならなくなった ようです.

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