Balmer-Rydberg Formülü

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla

Balmer-Rydberg Formülü, en basit atom hidrojen olduğundan, atomik hidrojen spektrumu ilk incelenen spektrumdur. 1885 yılında Alman fizikçisi Angstrom tarafından ölçülmüştür. Bu ölçümleri inceleyen İsviçreli ilkokul öğretmeni Balmer bunların dalgaboylarının şöyle bir formüle uyduğunu göstermişti;

1/λ=R(1/4-1/x^2 ) (n=3,4,5,6)

R sabitinin değerini Balmer bulmuştur R=0.0110 〖nm〗^(-1). Dalgaboyları Angstrom tarafından dört anlamlı rakamla ölçülmüş ve Balmer formülü de aynı duyarlıkla uymuştu. Balmer bölyle bir uyumun tesadüf olmadığını düşündü ve diğer n değerlerine uyan başka çizgiler de olabileceğini ileri sürdü. Örneğin, n=7 alınırsa λ=397 nm bulunur. Bu görünür ışığın mor bölgesine düşer. n=8,9… değerleri için ise denklemi morötesinden daha kısa boylu çizgiler verir.

Balmer formülünü şu şekilde yazabiliriz: 1/λ=R(1/2^2 -1/x^2 ) ( n=3,4,5,… ) Formülün genel varlığını tahmin edebiliriz: 1/( λ)=R(1/m^2 -1/n^2 ) ( m˃n tam sayılar ) Bu formülün, değişik n,m tam sayı çiftleri için hidrojen atomu spektrumundaki tüm dalgaboylarını vermesini bekleyebiliriz. Balmer böyle bir genellemenin yapılabileceğini tahmin ediyordu, ama ilk kez Ryberg tarafından kullanıldığı için yukarıdaki bağıntıya Rydberg formülü ve R sabitine de Rydberg sabiti denir. Örneğin, m=1 ve n=2 alınırsa Rydberg formülüλ=121 nm morötesi bölgede bir dalgaboyu vermektedir. Ya da m=3 n=4 alınırsa λ=1870 nm kızılötesi bölgede bir çizgi vermektedir. Balmer’in ilk kullandığı m=2 değeri dışındaki tüm dalgaboyları ya morötesi ya da kızılötesi bölgede yer almaktadır.Rydberg formülünün tüm atomik hidrojen spektrumunun tüm dalgaboylarını tam olarak verdiği anlaşılmıştır. Rydberg formülünü, dalgaboyu yerine, foton enerjisi cinsinden yazmak da kullanışlı olur. Foton enerjisi E=hc/ λ olduğundan, denklem hc ile çarpılırsa;

EE_foton  = hc/( λ)=hcR(1/m^2 -1/n^2 )               (m˃n tam sayılar)

Denklemde hidrojen atomunun soğurduğu veya saldığı fotonların enerjilerini verir. 1913 yılına kadar ne Balmer ne de Rydberg formülünün niçin hidrojen spektrumunu verdiğini açıklayamamışlardır. Bohr teorisinin belki de en büyük zaferi formülünü öngörmesi ve Rydberg sabiti R için teorik bir ifade vermesidir.

[1][2]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Fen ve Mühendislikte Modern Fizik , John R. TAYLOR, Chris D. ZAFİRATOS , Michael A. DUBSON, Okutman Yayıncılık 2. Baskı ANKARA 2008 Çeviri Bekir KARAOĞLU
  2. ^ John R. TAYLOR, Chris D. ZAFİRATOS , Michael A. DUBSON (2008). Fen ve Mühendislikte Modern Fizik. Türkçe: Okutman. ss. 103-104.