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[科普中国]-帕申系

转载 科学百科 2023-10-31 作者: 审核专家:

帕申系(也称为里兹-帕申系)是物理学上氢原子的电子从主量子数n大于或等于4跃迁至n = 3的一系列光谱线。这些系列以希腊字母依序标示:n = 4跃迁至n = 3称为帕申-α,5跃迁至3称为帕申-β,6跃迁至3称为帕申-γ,依此类推。

简介帕申系(也称为里兹-帕申系)是物理学上氢原子的电子从主量子数n大于或等于4跃迁至n= 3的一系列光谱线。这些系列以希腊字母依序标示:n= 4跃迁至n= 3称为帕申-α,5跃迁至3称为帕申-β,6跃迁至3称为帕申-γ,依此类推。

因为这个序列最早是由奥地利-德国物理学家福禄贝尔·帕申在1908年发现的,因此称为帕申系。1

帕申系的波长落在红外线的波段,波长如下:

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玻尔模型玻尔模型是丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于氢原子结构的模型。玻尔模型引入量子化的概念,使用经典力学研究原子内电子的运动,合理地解释了氢原子光谱和元素周期表,取得了巨大的成功。玻尔模型是20世纪初期物理学取得的重要成就,对原子物理学产生了深远的影响。

20世纪初期,德国物理学家普朗克为解释黑体辐射现象,提出了量子论,揭开了量子物理学的序幕。19世纪末,瑞士数学教师巴耳末将氢原子的谱线表示成巴耳末公式,瑞典物理学家里德伯总结出更为普遍的光谱线公式里德伯公式。然而巴耳末公式和式里德伯公式都是经验公式,人们并不了解它们的物理含义。

1911年,英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验,提出了原子结构的行星模型。在这个模型里,电子像太阳系的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。但是根据经典电磁理论,这样的电子会发射出电磁辐射,损失能量,以至瞬间坍缩到原子核里。这与实际情况不符,卢瑟福无法解释这个矛盾。

1912年,正在英国曼彻斯特大学工作的玻尔将一份被后人称作《卢瑟福备忘录》的论文提纲提交给他的导师卢瑟福。在这份提纲中,玻尔在行星模型的基础上引入了普朗克的量子概念,认为原子中的电子处在一系列分立的稳态上。回到丹麦后玻尔急于将这些思想整理成论文,可是进展不大。

1913年2月4日前后的某一天,玻尔的同事汉森拜访他,提到了1885年瑞士数学教师巴耳末的工作以及巴耳末公式,玻尔顿时受到启发。后来他回忆到“就在我看到巴耳末公式的那一瞬间,突然一切都清楚了,”“就像是七巧板游戏中的最后一块。”这件事被称为玻尔的“二月转变”。

1913年7月、9月、11月,经由卢瑟福推荐,《哲学杂志》接连刊载了玻尔的三篇论文,标志着玻尔模型正式提出。这三篇论文成为物理学史上的经典,被称为玻尔模型的“三部曲”。2

相关条目玻尔模型

H-α

里德伯公式

氢原子光谱

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所

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