帕申系

更新时间:2024-02-23 12:21

帕申系(也称为里兹-帕申系)是物理学氢原子电子主量子数n大于或等于4跃迁至n = 3的一系列光谱线。这些系列以希腊字母依序标示:n = 4跃迁至n = 3称为帕申-α,5跃迁至3称为帕申-β,6跃迁至3称为帕申-γ,依此类推。

简介

帕申系(也称为里兹-帕申系)是物理学氢原子电子主量子数n大于或等于4跃迁至n= 3的一系列光谱线。这些系列以希腊字母依序标示:n= 4跃迁至n= 3称为帕申-α,5跃迁至3称为帕申-β,6跃迁至3称为帕申-γ,依此类推。

因为这个序列最早是由奥地利-德国物理学家福禄贝尔·帕申在1908年发现的,因此称为帕申系。

帕申系的波长落在红外线的波段,波长如下:

玻尔模型

玻尔模型是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。玻尔模型引入量子化的概念,使用经典力学研究原子电子的运动,合理地解释了氢原子光谱元素周期表,取得了巨大的成功。玻尔模型是20世纪初期物理学取得的重要成就,对原子物理学产生了深远的影响。

20世纪初期,德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象,提出了量子论,揭开了量子物理学的序幕。19世纪末,瑞士数学教师巴耳末将氢原子的谱线表示成巴耳末公式瑞典物理学家里德伯总结出更为普遍的光谱线公式里德伯公式。然而巴耳末公式和式里德伯公式都是经验公式,人们并不了解它们的物理含义。

1911年,英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验,提出了原子结构的行星模型。在这个模型里,电子像太阳系行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。但是根据经典电磁理论,这样的电子会发射出电磁辐射,损失能量,以至瞬间坍缩到原子核里。这与实际情况不符,卢瑟福无法解释这个矛盾。

1912年,正在英国曼彻斯特大学工作的玻尔将一份被后人称作《卢瑟福备忘录》的论文提纲提交给他的导师卢瑟福。在这份提纲中,玻尔在行星模型的基础上引入了普朗克的量子概念,认为原子中的电子处在一系列分立的稳态上。回到丹麦后玻尔急于将这些思想整理成论文,可是进展不大。

1913年2月4日前后的某一天,玻尔的同事汉森拜访他,提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式,玻尔顿时受到启发。后来他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间,突然一切都清楚了,”“就像是七巧板游戏中的最后一块。”这件事被称为玻尔的“二月转变”。

1913年7月、9月、11月,经由卢瑟福推荐,《哲学杂志》接连刊载了玻尔的三篇论文,标志着玻尔模型正式提出。这三篇论文成为物理学史上的经典,被称为玻尔模型的“三部曲”。

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