спектральная серия

СПЕКТРАЛЬНАЯ СЕРИЯ - группа спектральных линий в атомных спектрах, частоты к-рых подчиняются определ. закономерностям. Линии определённой С. с. в спектрах испускания возникают при всех разрешённых квантовых переходах с разл. нач. верх. уровней энергии на один и тот же конечный ниж. уровень (в спектрах поглощения - при обратных переходах). С. с. наиб. чётко проявляются в спектрах атомов и ионов с одним и двумя электронами во внеш. оболочке (в спектрах водорода и водородоподобных атомов, гелия и гелийподобных атомов, атомов щелочных металлов и т. д.).

Спектры атома водорода и ионов с одним электроном состоят из С. с., линии к-рых характеризуют волновые числа:

где n₀ и - главные квантовые числа нижнего и верхних уровней энергии, между к-рыми происходит соответствующий квантовый переход, Z - спектроскопич. символ (для нейтральных атомов Z= 1), , т и М - массы электрона и ядра атома соответственно, R - Ридберга постоянная .Для атома водорода R_M = 109677,583436 см^-1. В зависимости от п₀ для водородоподобных систем получаются различные С. с.: при n₀ = 1 - серия Лаймана, при n₀ = 2 - серия Бальмера, n₀= 3 - серия Пашена, n₀ = 4 - серия Брэкета, n₀ = 5 -серия Пфунда, при n₀ = 6 - серия Хамфри. Линии этих серий имеют обозначения: для серии Лаймана (в порядке возрастания v) и т. д.; Бальмера - и т. д. Расстояния между линиями С. с. с ростом n₁ уменьшаются, и С. с. сходится к границе серии (КВ-границе, соответствующей), за пределами к-рой находится непрерывный спектр. Серии Лаймана и Бальмера обособлены, остальные С. с. частично перекрываются. Границы первых трёх С. с. атома водорода - 912, 3648 и 8208.

Атомы щелочных элементов близки по строению к атому водорода, однако они обладают более сложной энергетич. структурой. Для них выделяют в осн. 4 С. с.: n₀s - п₁р - главная серия, п₀р - п₁s - резкая (или первая побочная) серия, п₀р - n₁d - диффузная (или вторая побочная) серия, (п₀+ 1)d - n₁f - фундаментальная (или серия Бергмана); здесь n₀ - гл. квантовое число осн. состояния, s-, p-, d- и f-состояния соответствуют l = 0, 1, 2, 3 [эти обозначения дали названия С. с.: s (sharp) - резкая, (principal) - главная, d (diffuse) - диффузная, f (fundamental) - фунда ментальная].

В рентг. спектроскопии С. с. обозначают буквами К, L, М и т. д. в соответствии с уровнем (слоем) ниж. состояния (п₀ = 1, 2, 3 и т. д.) по мере его удаления от ядра атома (см. Рентгеновские спектры).

Лит.: Бете Г., Солпитер Э., Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами, пер. с англ., М., 1960; Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М.- Л., 1963. В. П. Шевелъко.

   <<      Предметный указатель      >>