Waterstofspectrum
Van Wikipedia
Het waterstofspectrum is de verzameling van golflengten die een waterstofatoom kan uitzenden. Dit zijn discrete waarden van lichtfrequenties die bepaald worden door de formule van Johannes Rydberg
[bewerk] Energieniveaus
Waterstof is het eerste element in het periodiek systeem. Het atoom bevat één proton en één elektron. Dit elektron kan zich slechts op wel bepaalde energieniveaus bevinden (zie atoommodel van Bohr). Wanneer het elektron zich van een hoger naar een lager energieniveau begeeft zendt het een foton uit waarvan de energie gelijk is aan het verschil van de twee energieniveaus. Bijgevolg kan het atoom slechts licht uitzenden van zeer discrete frequenties het zogenaamde spectrum. Dit spectrum is specifiek voor elk atoom en is als het ware een vingerafdruk van elk element. Zo kan men over grote aftstanden de samenstelling van de sterren vaststellen door hun spectrum te ontleden. Zie hiervoor spectraallijn.
Al vrij vroeg observeerden wetenschappers bepaalde wetmatigheden in de frequenties, die achteraf terug te voeren waren op het energieniveau waarnaar de elektronen terugvielen. Zo zijn er de volgende reeksen:
| Reeks naam | Energieniveau | Golflengtes |
|---|---|---|
| Lyman | 1e | 121 - ~90 nm |
| Balmer | 2e | 656 - ~350 nm |
| Paschen | 3e | 820 - ~1874 nm |
| Brackett | 4e | 1818 - ~4052 nm |
| Pfund | 4e | 2280 - ~7460 nm |
| Humphreys | 5e | 3749 - ~12377 nm |
De golflengte 656 nm die bij terugval van niveau 3 naar 2 ontstaat is de zogenaamde Hα-lijn, die de karakteristieke rode kleur van emissienevels veroorzaakt.
[bewerk] Rol in de astronomie
De Balmerreeks wordt vaak gebruikt in de astronomie omdat er tal van objectjen zijn in het heelal die waterstof bevatten. Zo bijvoorbeeld om de ouderdom van sterren vast te stellen. Jonge sterren bevatten nog veel waterstof zodat zij roder stralen dan de oudere sterren die ten gevolge van kernfusie zwaardere elementen bevatten.
