최근 수정 시각 : 2023-09-18 00:16:24
1. 개요2. 뤼드베리 공식3. 라이먼 계열4. 발머 계열5. 파셴 계열6. 브래킷 계열7. 푼트 계열8. 험프리 계열
수소 원자가 방출하는 선 스펙트럼에 관한 내용이다.
보어의 원자 모형과 뤼드베리 공식을 통해 이를 설명할 수 있다.
교육과정에서는
물리학Ⅰ에서 라이먼 계열, 발머 계열, 파셴 계열 까지만 배운다.
2. 뤼드베리 공식
뤼드베리 공식이란 원소 스펙트럼 계열을 구해낼 수 있는 공식으로, 수소인 경우와 다른 원소인 경우로 나뉜다. 이때 수소인 경우는 다음과 같다.
[math(\dfrac1\lambda=R{\left(\dfrac1{{n_1}^2}-\dfrac1{{n_2}^2}\right)})]
[math((R=1.097373\times10^{-11}\times m^{-1}))]
이때 [math({{n_2}})]은 처음 전자 껍질의 주 양자수이고, [math({{n_1}})]는 마지막 전자 껍질의 주 양자수이다.
이를 통해 수소 원자의 선 스펙트럼에 대해 알 수 있다.
3. 라이먼 계열
전자가 [math(n\ge2)] 인 전자 껍질에서 [math(n=1)] 인 전자 껍질로 전이할 때 자외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 라이먼 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
2
|
3
|
4
|
5
|
...
|
∞
|
λ
|
122
|
103
|
97.2
|
94.9
|
...
|
91.1
|
4. 발머 계열
전자가 [math(n\ge3)] 인 전자 껍질에서 [math(n=2)] 인 전자 껍질로 전이할 때 대부분 가시광선(자외선도 관측될 수 있다) 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 발머 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
3
|
4
|
5
|
6
|
...
|
∞
|
λ
|
656
|
486
|
434
|
410
|
...
|
365
|
5. 파셴 계열
전자가 [math(n\ge4)] 인 전자 껍질에서 [math(n=3)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 가장 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 파셴 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
4
|
5
|
6
|
7
|
...
|
∞
|
λ
|
1870
|
1280
|
1090
|
1000
|
...
|
820
|
6. 브래킷 계열
전자가 [math(n\ge5)] 인 전자 껍질에서 [math(n=4)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 두 번째로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 브래킷 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
5
|
6
|
7
|
8
|
...
|
∞
|
λ
|
4050
|
2630
|
2170
|
1940
|
...
|
1460
|
7. 푼트 계열
전자가 [math(n\ge6)] 인 전자 껍질에서 [math(n=5)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 세 번째로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 푼트 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
6
|
7
|
8
|
9
|
...
|
∞
|
λ
|
7460
|
4650
|
3740
|
3300
|
...
|
2280
|
8. 험프리 계열
전자가 [math(n\ge7)] 인 전자 껍질에서 [math(n=6)] 인 전자 껍질로 전이할 때 수소 선 스펙트럼에서 볼 수 있는 네 번재로 파장이 짧은 적외선 영역의 빛 에너지를 방출하며, 이를 험프리 계열 이라고 한다.
[math(n)]
|
7
|
8
|
9
|
10
|
...
|
∞
|
λ
|
12400
|
7500
|
5910
|
5130
|
...
|
3280
|