[ThinkerBeLL]

Rydberg Sabiti
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Rydberg sabiti, Rydberg formülündeki sabittir ve uyarılmış hidrojen atomunun yaydığı elektromanyetik ışınımın dalgaboyunun hesaplanmasında kullanılır. Bu sabit adını İsveçli fizikçi Johannes Rydberg 'ten (1854-1919) almıştır. Sabitin sayısal değeri fizikte kullanılan diğer sabitlerden türetilmiştir.

Sabitin Değeri

c56f29ab0e8954d3439c2361e419112c.png

Şayet elektron kütlesi atom çekirdeğinin kütlesi yanında ihmal edilecek kadar küçükse,

a5af6ffb557bf466b383e814dd1e411f.png Planck sabiti
8aca1cebec5e967bdfbb4c6ab8b4f852.png elektron kütlesi
16c6abcd001c113b16487e33f6d7163c.png elektronun elektrik yükü
e20b66269882d781ddca343afdcb34e2.png boşluktaki ışık hızı
eae818cd3a83d0832ae93ffc91376f1f.png boşluktaki elektrik geçirgenlik (dielektrik sabit)

Denklemin her iki tarafının c∙h ile çarpılması halinde, enerji boyutu elde edilir.

3c0d85da7f4eee4ee14ed4eb174d3023.png

Ancak bu ilişki kullanılırken başlangıçtaki varsayım dikkate alınmalıdır. Elektron kütlesi çekirdek kütlesi yanında ihmal edilmezse,

29c8e0574f975220869f847e40254972.png

Burada M atom çekirdeği kütlesidir. (M ve me aynı birimlerde olmalıdır.)

Sabitin Kullanılışı
Bir hidrojen atomu uyarıldığı zaman, elektronu üst enerji düzeylerine yükselir ve daha sonra eski düzeyine döner. Bu sırada belli bir dalga boyunda bir foton salınımı yapar. Dalga boyu Rydberg formülü ile hesaplanır. Rydberg sabiti sonsuz enerji düzeyinden en alt enerji düzeyine düşen bir elektronun saldığı fotonun dalgaboyunu, yani sınır değeri verir (en kısa dalga boyu.) Diğer dalga boyları ise Rydberg formülü ile hesaplanır.

[ThinkerBeLL]

Rydberg Formülü
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Rydberg formülü uyarılmış hidrojen atomundan yayılan elektromanyetik ışınımın dalga boyunun hesaplanmasında kullanılan ve İsveçli fizikçi Johannes Rydberg (1854-1919) tarafından geliştirilen bir formüldür. Bu formül atom yapısının anlaşılmasında büyük rol oynamıştır.

Atom Yapısı
Klasik atom modelinde atom bir çekirdek ve çevresinde dolaşan elektronlardan oluşur. Atomun uyarılması halinde elektronlar daha üst enerji düzeyine yükselir ve daha sonra foton (elektromanyetik ışınım) yayınlayarak yeniden eski düzeylerine dönerler. Ancak yayınlanan fotonun dalga boyu rasgele değildir. Gerek uyarılma ve gerekse foton yayınlama aşamasında atomun sadece belli dalga boylarına duyarlı olduğu görülür. Bu dalga boyları 1888 yılında Rydberg tarafından geliştirilen formül ile verilir.

Formül

ed2f837143923b4bac7fcb94ef896ca9.png

Formülde R Rydberg sabitidir:

b9456c87770f6b5543eea52a0996213a.png

n1 değişkeni 1 den 6 ya kadar değer alabilir. n2 değişkeni ise n1'den büyüktür. (n1 ve n2 elektronun birinci ve ikinci enerji düzeyidir.)

Seriler
Görüldüğü gibi n2'nin bir üst sınırı olmadığından n1 in her değeri için pek çok dalga boyu hesaplanabilir. Ancak formülün yapısından ötürü,

n2<< n1

için dalga boyu asimptotik olarak bir değere yaklaşır (λk, en kısa dalga boyu). n1'in her değeri için hesaplanan dalga boylarına bu alanda çalışmış olan bilim insanlarının adı verilmiştir. n1'in her değeri için seri adı, bilim insanının adı ve ek kısa dalga boyu aşağıda verilmiştir:

• n1=1 için Lyman serisi: ABD'li fizikçi Thedore Lyman (1874-1954)
  • λk = 91.13 nm
• n1=2 için Balmer serisi İsveçli matematikçi Johann Jakob Balmer (1825-1898).
  • λk = 364.51 nm
• n1=3 için Paschen serisi: Alman fizikçi Friedrich Paschen (1865-1947).
  • λk = 820.14 nm
• n1=4 için Brackett serisi: ABD'li fizikçi Frederick Sumner Brackett (1896-1988).
  • λk = 1458.03 nm
• n1=5 için Pfund serisi: ABD'li fizikçi August Herman Pfund (1879-1979).
  • λk = 2278.17 nm
• n1=6 için Humphreys serisi: ABD'li fizikçi Curtis Judson Humphreys (1898-1986).
  • λk = 3280.56 nm

Bu serilerden Lyman serisi görünür ışıktan daha kısa dalga boyuna sahiptir. Balmer serisi görünür ışık alanında serilere sahiptir. Bu sebepten ilk incelenen seri Balmer serisidir.Diğer seriler ise kızıl ötesi alandadır.