Emisioni spektri

Zdravko Mutin

Emisioni spektri

Svetlost se satoji od obilja talasnih dužina (boja), koje se iz bele svetlosti mogu izdvojiti korišćenjem prizme. Nakon Njutnovog proučavanja svetlosti u XVII veku, mnogi su primetili da se intenzitet pojedinih boja u spektru menja dodavanje različitih hemikalija u materijal, čijim se izgaranjem dobija svetlost.

Spektar bele svetlosti i spektri pojedinih hemijskih elemenata.

Utvrđeno je da spektri imaju finu strukturu, te da se svetlost dobijena od jednog hemijskog elementa sastoji od niza diskretnih svetlosnih linija. Ova pojava nije mogla biti objašnjena tadašnjim zakonima fizike. Hemijski elementi emituju diskretne linije svetlosti, određenih talasnih dužina, koje se mogu shvatiti kao barkod posmatranog hemijskog elementa.

Švedski naučnik Johan Balmer je posmatrao spektralne linije atoma vodonika, koje se nalaze u vidljivom delu spektra, te je uspeo da ih empirijski poveže matematičkom formulacijom:

$$\lambda =B\cdot \left(\frac{n^{2} }{n^{2 }-2^{2} } \right)$$

ali nije uspeo da da nikakvu smislenu interpretaciju dobijenog izraza.

drugi švedski naučnik Johan Ridberg je izvršio generalizaciju Balmerove formule i proširio je na sve ostale atomske spektre. Za razliku od Balmera, koji je koristio talasne dužine u svojoj formuli, Ridberg je koristio talasni broj $\frac{1}{\lambda }$, odnosno broj talasa koji stane u jedinicu dužine 1m. Ridbergova formula stoga ima oblik:

$$\frac{1}{\lambda } =R_{H}\cdot \left(\frac{1} {n^{2 }_ {1 } } – \frac{1} {n^{2 }_ {2 } } \right)$$

gde je $ R_{H} $ Ridbergova konstanta za vodonik, koja ima proračunatu vrednost 1.09677583×107 m−1. Ni Ridberg nije uspeo da da teorijsku interpretaciju svoje formule, ali je taj empirijski izraz uspeo teorijski da objasni Nils Bor.

Borov izraz za energiju zračenja, prilikom prelaska elektrona sa višeg na niži energetski nivo:

$$\frac{1}{\lambda } =\frac{k}{hc}\cdot \left(\frac{1} {n^{2 }_ {1 } } – \frac{1} {n^{2 }_ {2 } } \right)$$

daje teorijsku interpretaciju Ridbergove konstante, što predstavlja potvrdu ispravnosti Borovog modela atoma.

$$R_{H} =\frac{k}{hc}$$

$ k $ u gornjoj formuli predstavlja konstantu izvedenu iz osnovnih konstanti, mase i naelektrisanja elektrona kao i Plankove konstante.

Leave a Reply