Atom fiziğinde Balmer serileri veya Balmer çizgileri hidrojen atomunun tayf çizgilerini emisyonu olan isimlendirilmiş altı serinin gösterimidir.. Balmer serileri Johann Balmer tarafından 1885'te deneysel olarak bulunmuş olan Balmer folmulü sayesinde hesaplanır.
Hidrojen kaynaklı görünür tayf ışığı dört dalga boyunda gözlemlenir:410 nm, 434 nm, 486 nm, 656 nm ve bu elektron kaynaklı foton yayılımı uyarılmış durumunun baş kuantum sayısı 2'ye geçerken gözlenir. Dalga boyunun 400 nm'den kısa olduğu yerlerde de morötesi Balmer çizgilerinin sayısı vardır.
Genel Bakış
Balmer serileri elektronun n ≥ 3'ten n = 2'e geçişinde gözlenir, n baş kuantum sayısını ifade eder. Geçişler sırasıyla Yunan harfleriyle gösterilir: n = 3'ten n = 2'ye H-α, 4'ten 2'ye H-β, 5'ten 2'ye H-γ,ve 6'dan 2'ye H-δ. İlk tayf çizgileri elektromanyetiktayfın görünür kısmındaki seriler ile ilgilidir ve bu çizgiler tarihsel olarak "H-alfa", "H-beta" ve "H-gama" olarak adlandırılır ki "H" da hidrojen atomunun temsil eder.
'in Geçişi | 3→2 | 4→2 | 5→2 | 6→2 | 7→2 | 8→2 | 9→2 | →2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
İsim | H-α / Ba-α | H-β / Ba-β | H-γ / Ba-γ | H-δ / Ba-δ | H-ε / Ba-ε | H-ζ / Ba-ζ | H-η / Ba-η | |
Dalga boyu(nm) | 656.3 | 486.1 | 434.1 | 410.2 | 397.0 | 388.9 | 383.5 | 364.6 |
Renk | Kırmızı | Deniz mavisi | Mavi | Mavi | (Morötesi) | (Morötesi) | (Ultraviolet) | (Ultraviolet) |
Fizikçiler 1885'ten önce atomik yayılımı bilmelerine rağmen, tayf çizgilerinin tam olarak nerede çıkacağını ölçecek ayetleri yoktu. Balmer hesaplamaları hidrojenin dört görünür yayılım çizgilerini yüksek doğrulukla öngördü. Balmer'in hesaplamaları Rydberg formülünü genellenmesine ilham verdi ve hidrojenin diğer görünür tayfları olan Lyman, Paschen ve Brackett serilerinin bulunmasına öncülük etti.
Hidrojen gazının n=3'ten n=2'ye geçerken ürettiği H-alfa kırmızısı dünyanın belli renklerinden biridir. Bu, H II bölgesindeki Orion bulutsusundaki gibi, tayf yayımındaki parlak kırmızı rengini ortaya çıkmasına yardımcı olur. Normalde bu bulutsu Balmer serilerinin kombinasyonları sonucu belirgin olarak pembe gözükür.
Daha sonra, hidrojen tayfının çizgileri çok yüksek kararlılıkta incelendiğinde yakın aralıklarla ayrılmış çiftler olduğu bulundu. Bu ayrım ince yapı olarak adlandırılır. Aynı zamanda uyarılmış elektronlar Balmer serilerinin n=2'den n'in 6'dan büyük olduğu orbitallere kadar sıçrayabilir.
Balmer'in formülü
Balmer görünür ışık bölgesinde hidrojen tayfındaki her çizginin ilgili olduğu bir sayı fark etti. Bu sayı 364.50682 nm'dir. Karesi olınmış ve 2'den büyük her sayı kendisine bölünüp eksi 4'le karesi alınır, sonra bu sayı 364.50682 ile çarpılarak hidrojen tayfındaki diğer çizgi bulunur(hesaplamalar aşağıda).Bu formülle Johann Balmer kendi zamanında spektroskopiyle yapılan ölçümlerin az miktarda hatalı olduğunu gösterebildi ve bu formül o zaman gözlemlenememiş ve daha sonra bulunacak olan bir takım çizgileri de öngördü. Johann Balmer'in sayısı serilerin limiti olduğunu da kanıtlamış oldu.
Balmer serisi dalga boyu yayılımını bulmakta kullanılır ve aşağıda belirtildiği (B Balmer sabitini tanımlar) gibi sunulmuştur:
- dalga boyudur.
- B 3.6450682×10−7 m ya da 364.50682 nm olan sabit değerdir.
- m 2'ye eşittir.
- n n > m olan bir tam sayıdır.
1888'de Johannes Rydberg adlı fizikçi bütün hidrojen dönüşümleri için Balmer denklemlerinin genellemesini yaptı. Balmer serilerini hesaplamak için kullanılan bu denklem Rydberg formülünün özgün bir örneğidir ve aşağıdaki basit işteş matematiksel düzenlemedir (genelde basit integral sabiti gerektiğinde m yerine n kullanılır):
λ yayılan ışığın dalga boyu, RH ise hidrojen için Rydberg sabitidir. Rydberg sabiti Balmer formülünde iolarak alınır ve ağır atom çekirdeği için bu değer metre = 10,973,731.57 metre−1'dir.
Astronomideki rolü
Balmer serileri astronomide oldukça önemlidir, çünkü evrendeki birçok yıldızımsı cisimde hidrojen bolluğu vardır ve genel olarak diğer elementlerle karsılaştırıldığında nispeten daha kuvvetlidir.
Yıldızları sınıflandırılmasında ilk olarak yüzey sıcaklığına bakılır, yüzey sıcaklığı tayfsal çizgilerin göreceli kuvvetine bağlıdır ve Balmer serileri burada çok önemlidir. Yıldızların diğer özellikleri yüzey kütleçekimi, yapısı dahil tayfının detaylı incelemesi sonucu belirlenir.
Balmer serileri genelde birçok cisimin tayfında kullanıldığı için, sık sık dikeyhızı Balmer çizgilerindeki doppler etkisiyle belirlemekte kullanılır. Bunun astronomide çift yıldızları, güneş dışı gezegenleri, nötron yıldızı ve kara delik gibi sıkıştırılmış cisimleri(hidrojenin toplanma disklerinde ve etrafındaki hareketinden) belirlemede, benzer hareketleri olan cisim gruplarını(hareketli gruplar,yıldız kümeleri, galaksi kümeleri ve çarpışma enkazları) tanımlamada, galaksilerin ve kuasarların mesafelerini belirlemede, bilinmedik cisimleri tanımlamada tayfları analiz ederek yapılan önemli kullanımları vardır.
Balmer çizgileri doğadaki cismin gözlenimine göre emilim ya da yayılım olarak görünebilir. Genellikle yıldızlarda balmer çizgileri emilim olarak görünür ve yıldızların yüzeyindeki 10,000 kelvine kadar ulaşan sıcaklıkla en güçlüleridir. Çoğu sarmal ve düzensiz galaksilerde, etkin galaksi çekirdeğinde, H II bölgesinde, gezegenimsi bulutsusunda Balmer çizgileri yayılım çizgileridir.
Yıldız tayfında, H-epsilon çizgisi (7'den 2'ye) sıklıkla astronomların "H"(orijinal isim Joseph von Fraunhofer tarafından verilmiştir) diye bildiği iyonize kalsiyum diğer emilim çizgileriyle karışmasına sebep olur. Yani, H-epsilon'un dalga boyu 396.847 nm'deki CaH'a çok yakındır. H-zeta çizgisi(8'den 2'ye) benzer bir şekilde sıcak çizgilerde görülen nötr helyum çizgisiyle karışmıştır.
Ayrıca bakınız
Notlar
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Atom fiziginde Balmer serileri veya Balmer cizgileri hidrojenatomunun tayfcizgilerini emisyonu olan isimlendirilmis alti serinin gosterimidir Balmer serileri Johann Balmer tarafindan 1885 te deneysel olarak bulunmus olan Balmer folmulu sayesinde hesaplanir Balmer serilerindeki hidrojenin gorunur emisyon tayfcizgileri Sagdaki kirmizi cizgi H alfa cizgisidir En soldaki iki cizgini dalga boyu 400 nm den kisa oldugu icin ulatraviyolet olarak adlandirilir Hidrojenkaynakli gorunur tayfisigi dort dalga boyunda gozlemlenir 410 nm 434 nm 486 nm 656 nm ve bu elektron kaynakli fotonyayilimi uyarilmis durumunun bas kuantum sayisi 2 ye gecerken gozlenir Dalga boyunun 400 nm den kisa oldugu yerlerde de morotesiBalmer cizgilerinin sayisi vardir Genel BakisBalmer serileri elektronun n 3 ten n 2 e gecisinde gozlenir n bas kuantum sayisini ifade eder Gecisler sirasiyla Yunan harfleriyle gosterilir n 3 ten n 2 ye H a 4 ten 2 ye H b 5 ten 2 ye H g ve 6 dan 2 ye H d Ilk tayf cizgileri elektromanyetiktayfin gorunur kismindaki seriler ile ilgilidir ve bu cizgiler tarihsel olarak H alfa H beta ve H gama olarak adlandirilir ki H da hidrojen atomunun temsil eder n displaystyle n in Gecisi 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 2 displaystyle infty 2Isim H a Ba a H b Ba b H g Ba g H d Ba d H e Ba e H z Ba z H h Ba hDalga boyu nm 656 3 486 1 434 1 410 2 397 0 388 9 383 5 364 6Renk Kirmizi Deniz mavisi Mavi Mavi Morotesi Morotesi Ultraviolet Ultraviolet Fizikciler 1885 ten once atomik yayilimi bilmelerine ragmen tayf cizgilerinin tam olarak nerede cikacagini olcecek ayetleri yoktu Balmer hesaplamalari hidrojenin dort gorunur yayilim cizgilerini yuksek dogrulukla ongordu Balmer in hesaplamalari Rydberg formulunu genellenmesine ilham verdi ve hidrojenin diger gorunur tayflari olan Lyman Paschen ve Brackett serilerinin bulunmasina onculuk etti Hidrojen gazinin n 3 ten n 2 ye gecerken urettigi H alfa kirmizisi dunyanin belli renklerinden biridir Bu H II bolgesindeki Orion bulutsusundaki gibi tayf yayimindaki parlak kirmizi rengini ortaya cikmasina yardimci olur Normalde bu bulutsu Balmer serilerinin kombinasyonlari sonucu belirgin olarak pembe gozukur Daha sonra hidrojen tayfinin cizgileri cok yuksek kararlilikta incelendiginde yakin araliklarla ayrilmis ciftler oldugu bulundu Bu ayrim ince yapi olarak adlandirilir Ayni zamanda uyarilmis elektronlar Balmer serilerinin n 2 den n in 6 dan buyuk oldugu orbitallere kadar sicrayabilir Doteryumlambasinin tayf yayiliminda iki Balmer cizgisi a and b acikca gorunmektedir Balmer in formuluBalmer gorunur isik bolgesinde hidrojen tayfindaki her cizginin ilgili oldugu bir sayi fark etti Bu sayi 364 50682 nm dir Karesi olinmis ve 2 den buyuk her sayi kendisine bolunup eksi 4 le karesi alinir sonra bu sayi 364 50682 ile carpilarak hidrojen tayfindaki diger cizgi bulunur hesaplamalar asagida Bu formulle Johann Balmer kendi zamaninda spektroskopiyle yapilan olcumlerin az miktarda hatali oldugunu gosterebildi ve bu formul o zaman gozlemlenememis ve daha sonra bulunacak olan bir takim cizgileri de ongordu Johann Balmer in sayisi serilerin limiti oldugunu da kanitlamis oldu Balmer serisi dalga boyu yayilimini bulmakta kullanilir ve asagida belirtildigi B Balmer sabitini tanimlar gibi sunulmustur l displaystyle lambda dalga boyudur B 3 6450682 10 7 m ya da 364 50682 nm olan sabit degerdir m 2 ye esittir n n gt m olan bir tam sayidir 1888 de Johannes Rydberg adli fizikci butun hidrojen donusumleri icin Balmer denklemlerinin genellemesini yapti Balmer serilerini hesaplamak icin kullanilan bu denklem Rydberg formulunun ozgun bir ornegidir ve asagidaki basit istes matematiksel duzenlemedir genelde basit integral sabiti gerektiginde m yerine n kullanilir l yayilan isigin dalga boyu RH ise hidrojen icin Rydberg sabitidir Rydberg sabiti Balmer formulunde 4 B displaystyle 4 B iolarak alinir ve agir atom cekirdegi icin bu deger 4 3 6450682 10 7 displaystyle 4 3 6450682 10 7 metre displaystyle 10 973 731 57 metre 1 dir Astronomideki roluBalmer serileri astronomide oldukca onemlidir cunku evrendeki bircok yildizimsi cisimde hidrojen bollugu vardir ve genel olarak diger elementlerle karsilastirildiginda nispeten daha kuvvetlidir Yildizlari siniflandirilmasinda ilk olarak yuzey sicakligina bakilir yuzey sicakligi tayfsal cizgilerin goreceli kuvvetine baglidir ve Balmer serileri burada cok onemlidir Yildizlarin diger ozellikleri yuzey kutlecekimi yapisi dahil tayfinin detayli incelemesi sonucu belirlenir Balmer serileri genelde bircok cisimin tayfinda kullanildigi icin sik sik dikeyhizi Balmer cizgilerindeki doppler etkisiyle belirlemekte kullanilir Bunun astronomide cift yildizlari gunes disi gezegenleri notron yildizi ve kara delik gibi sikistirilmis cisimleri hidrojenin toplanma disklerinde ve etrafindaki hareketinden belirlemede benzer hareketleri olan cisim gruplarini hareketli gruplar yildiz kumeleri galaksi kumeleri ve carpisma enkazlari tanimlamada galaksilerin ve kuasarlarin mesafelerini belirlemede bilinmedik cisimleri tanimlamada tayflari analiz ederek yapilan onemli kullanimlari vardir Balmer cizgileri dogadaki cismin gozlenimine gore emilim ya da yayilim olarak gorunebilir Genellikle yildizlarda balmer cizgileri emilim olarak gorunur ve yildizlarin yuzeyindeki 10 000 kelvine kadar ulasan sicaklikla en gucluleridir Cogu sarmal ve duzensiz galaksilerde etkin galaksi cekirdeginde H II bolgesinde gezegenimsi bulutsusunda Balmer cizgileri yayilim cizgileridir Yildiz tayfinda H epsilon cizgisi 7 den 2 ye siklikla astronomlarin H orijinal isim Joseph von Fraunhofer tarafindan verilmistir diye bildigi iyonize kalsiyumdiger emilim cizgileriyle karismasina sebep olur Yani H epsilon un dalga boyu 396 847 nm deki CaH a cok yakindir H zeta cizgisi 8 den 2 ye benzer bir sekilde sicak cizgilerde gorulen notr helyumcizgisiyle karismistir Ayrica bakinizGokbilimsel tayf olcumu Yildiz siniflandirma Bohr modeli Rydberg formulu Paschen serisi Brackett serisi Pfund serisiNotlar C Eisberg and Resnick 1985 Quantum Physics John Wiley and Sons ss 97 PDF Committee on Data for Science and Technology CODATA NIST 1 Mart 2015 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 14 Mayis 2015