سلسلة بالمر: الفرق بين النسختين

ويمكن حساب معادلة بالمر ، وهي معادلة استنبطت عمليا من الفيزيائي [[يوهان بالمر]] عام 1885.

يتكون الطيف المرئي [[الهيدروجين|للهيدروجين]] من أربعة [[طول الموجة|أطوال للموجة]] تقاس بالنانومتر وهي : 410 [[نانومتر]], 434 نانومتر ,و 486 نانومتر, و 656 نانومتر, وهي تعادل انبعاث [[فوتون|فوتونات ]] تصدرها [[الإلكترون]] عندما يهبط من [[مستوى طاقة]] عالية إلى مستوي طاقة أقل ، ويكون المستوى الأقل هو [[عدد كم رئيسي]] n = 2.

[[ملف:Bohr-atom-PAR.svg|thumb|left|330px|[[نموذج بور]] المبسط لذرة الهيدروجين. وتنشأ خطوط بالمر عندما يقفز الإلكترون ال1من أحد مستويات الطاقة العليا إلى مستوي الطاقة الثاني في الذرة. ويبين الشكل قفزة الإلكترون من مستوي الطاقة 3 إلى مستوي الطاقة 2 ، وعندما يفعل ذلك فإنه يصدر [[فوتون|فوتونا]] يتبع الخط الطيفي H-ألفا ، وهو أول مجموعة خطوط بالمر. بالنسبة للهيدروجين يكون العدد الذري (<math>Z = 1</math>) ولهذا فينتج عن تلك الانتقال فوتونا له [[طول الموجة|طول موجة]] 656 [[نانومتر]] ولونه أحمر.]]

''n'' ≥ 3 إلى مستوى الطاقة ''n'' = 2 ([[عدد كم رئيسي]]). وتسمى تلك القفزات (وبالتالي الخطوط) بحسبب تتابع الحروف الأبجدية الإغريقية :

''n'' = 3 إلى ''n'' = 2 يسمى H-α, 4 إلى 2 هو H-β, 5 إلى 2 هو H-γ, و 6 إلى 2 وهو H-δ.

ونظرا لوجود أول تلك الخطوط في [[الضوء المرئي]] لنطاق [[موجة كهرومغناطيسية|الموجات الكهرونغناطيسية]] فإن تلك الخطوط تسمى تاريخيا

"H-alpha", "H-beta", "H-gamma" وهكذا , حيث H هو رمز [[الهيدروجين]].

وقد كان الفيزيائيون يعرفون إصدارات الذرة للأشعة الطيف قبل عام 1885 إلا أنه لم يكن في استطاعتهم حساب موقع كل خط في الطيف. واستطاع بالمر بمعادلته حساب الأربعة خطوط الموجودة في نطاق [[الضوء المرئي]] بدقة. وقد أوحت معادلة بالمر التي صاغها طبقا لمشاهداته العملية للفيزيائيين لصياغة معادلات أخرى تختص ب [[مجموعة خطوط لايمان]] ، و[[مجموعة خطوط باشين]] ، و[[مجموعة خطوط براكيت]] ، والتي تصف [[طيف انبعاث|خطوط انبعاث]] أو [[طيف امتصاص|خطوط امتصاص]] [[ذرة|لذرة]] [[الهيدروجين]] ، وكلها توجد في نطاق الضوء الغير مرئي.

وخط اللون الأحمر في طيف الهيدروجين والذي ينشا عن انتقال الإلكترون من المدار 3 إلى المدار (مستوي طاقة) 2 في مجموعة خطوط بالمر ، هذا الخط أم هذا اللون هو من الألوان المعهودة في أطياف النجوم. فهي تنتج لونا أحمرا في [[طيف انبعاث]] أو في [[سديم|السدم المتأينة]] ، والتي تحتوي على [[منطقة هيدروجين II|مناطق هيدروجين II]] مثلما ف حالة [[سديم الجبار]] ن وهي تعتبر مناطق نشأة نجوم جديدة. ويغلب في أطياف تلك السحب الغازية اللون القريب من البنفسجي نظرا إلى اختلاط خطوط بالمر المختلفة الألوان في نطاق الضوء المرئي.

ومع تقدم العلم وطرق لفحص فقد تبين أن كل خط من تلك الخطوط غما هي تتكون من خطين ، ويعزى هذا [[انفطار (فيزياء)|الانفطار]] إلى [[ثابت البناء الدقيق|البناء الدقيق]] في [[ذرة|الذرة]] حيث أن الإلكترون له [[عزم مغزلي]] وقد يكون اتجاهه علوي ، وقد يكون اتجاهة سفلي. هذا ما يؤدي إلى ظهور خطين ثنائيين بدلا من الخط الواحد في الطيف. وقد تبين أيضا أنه عندما يقفز الإلكترون من [[مستوى طاقة]] أكبر من 6 إل مستوى طاقة '' n''=2 فإن لون خطوط الطيف تبح في حيز الأشعة فوق البنفسجية.

[[ملف:Deuterium lamp 1.png|thumb|left|300px|الخطين (α وβ) من مجموعة بالمر يظهران بوضوح في طيف مصباح [[الديوتيريوم]] (الهيدروجين الثقيل). ]]

تظهر في طيف [[الهيدروجين]] أربعة خطوط في نطاق [[الضوء المرئي]]. وتقل المسافات بينها بانخفاض [[طول الموجة]] من خط غلى خط. ويسمى الخط الأول ذو [[طول الموجة|أطول موجة]] <math>H\alpha</math>, ثم تتبعه الخطوط <math>H\beta</math>,و <math>H\gamma</math> و<math>H\delta</math>.

في تلك المعادلة تشكل ''A'' ثابتا يستنبط عمليا وتبلغ قيمته:

: (متر''A''&nbsp;=&nbsp;3645,6&nbsp;×&nbsp;10^-10&nbsp;)

وتتخذ ''n'' الأعداد الصحيحة 3و 4 و 5 و 6 وهي تمثل رقم [[مستوى طاقة|مستويات الطاقة]] (طاقة المدارات الذرية التي يدور فيها الإلكترون حول [[نواة الذرة]]) في [[ذرة]] [[الهيدروجين]] طبقا ل [[نموذج بور]] لذرة الهيدروجين.

وفي نطاق [[الأشعة فوق البنفسجية]] ، وهو النطاق المجاور ولكن لا تستطيع العين البشرية رؤياه توجد عدة خطوط أخرى للطيف. ويرمز لتلك الخطوط بالأحرف الإغريقية تباعا Hε, Hζ.

وتنطبق [[طول الموجة|أطوال موجات]] تلك الأشعة المعينة عمليا مع أطوال الموجات المحسوبة بمعادلة بالمر أيضا عندما نعطي ''n'' قيما أكبر من 6.

وقد كان الفيزيائيون يعرفون إصدارات الذرة للأشعة الطيف قبل عام 1885 إلا أنه لم يكن في استطاعتهم حساب موقع كل خط في الطيف. واستطاع بالمر بمعادلته حساب الأربعة خطوط الموجودة في نطاق [[الضوء المرئي]] في [[مجموعة خطوط بالمر]] بدقة. وأوحت معادلة بالمر التي صاغها طبقا لمشاهداته العملية للفيزيائيين لصياغة معادلات أخرى تختص ب [[مجموعة خطوط لايمان]] ، و[[مجموعة خطوط باشين]] ، و[[مجموعة خطوط براكيت]] ، والتي تصف [[طيف انبعاث|خطوط انبعاث]] أو [[طيف امتصاص|خطوط امتصاص]] [[ذرة|لذرة]] [[الهيدروجين]].

أي أنه توجد للهيدروجين خمسة أطياف مختلفة ، تتميز فيما بينها بمستوى الطاقة n الذي ينحدر إليه [[الإلكترون]] هاويا من مستوى طاقة عالية. فإذا هبط الإلكترون إلى المدار الأول (N= 1) فإنه يصدر فوتونات تؤول إلى مجموعة خطوط لايمان ، أما إذا كان انتقاله من أعلى ألى (N=2) فإنه يصدر [[مجموعة خطوط بالمر]] ، وهكذا ، (قارن الصورة).