Balmer lampe: Bølgelængde for hydrogen

At bestemme bølgelængden for hydrogen (Balmer lampe) ved hjælp af gitterligningen og sammenligne denne med beregninger foretaget på grundlag af Bohrs teori om brintatomet, samt Rydbergformlen.

Teori

Lys kommer fra atomer eller rettere sagt fra deres elektroner. Ifølge Einstein kan man opfatte lys som et stort antal partikelagtige kvanter eller fotoner, der medfører en bestemt mængde energi. Energien af en foton er proportional med lysets frekvens f, og er givet ved , hvor h er Plancks konstant, 6,6310-34 Js.

Bohrs kvantemodel

Ifølge Bohr er energien kvantiseret, dvs. at det kun er muligt for atomet at have bestemte energier.

Til hver energi svarer en bestemt bane (orbital) for elektronen. Disse mulige tilstande for atomet kaldes stationære tilstande, hvor den med den laveste energi kaldes for grundtilstanden. Hydrogen befinder sig i grundtilstanden, herfra kan den ikke udsende lys. Hvis elektronen befinder sig i en af de andre baner med større energi, siges atomet at være exciteret.

Figur 1: Emission af stråling Figur 2: Absorption af stråling

Et atom i exciteret tilstand vil skaffe sig af med sit energioverskud ved at springe til en bane med lavere energi, og samtidig bliver energiforskellen udsendt i form af en foton (figur 1).

Omvendt kan en foton med præcis den rigtige energi absorberes (opfanges) af atomet, hvor energien fra fotonen bruges til at løfte elektronen op i en bane med større energi (figur 2).