
【化】 spectral series
【化】 spectral line
【医】 spectral line
attach; fasten; tie; corollary; series; system; department; feel anxious
relate to
【计】 Coset
【医】 series; system; systema
【经】 ratio control
光谱线系(spectral series)指原子或分子在发射或吸收光谱中,一系列波长(或频率)按特定规律排列的谱线组合。这些谱线由电子在不同能级间跃迁产生,其波长满足特定的经验公式(如里德伯公式),通常对应电子跃迁至同一较低能级(或从同一较高能级跃迁)的过程。根据跃迁涉及的能级不同,光谱线系可分为多个类型,例如氢原子光谱中的莱曼系、巴耳末系、帕邢系等。
主要类型及特征(以氢原子为例):
莱曼系(Lyman series)
电子从较高能级跃迁至基态($n=1$)时产生,波长位于紫外波段。其波长公式为:
$$frac{1}{lambda} = R left(1 - frac{1}{n}right) quad (n=2,3,4,cdots)$$
其中 $R$ 为里德伯常量。
巴耳末系(Balmer series)
电子跃迁至 $n=2$ 能级时产生,部分谱线位于可见光区(如 Hα、Hβ、Hγ 线)。公式为:
$$frac{1}{lambda} = R left(frac{1}{2} - frac{1}{n}right) quad (n=3,4,5,cdots)$$
帕邢系(Paschen series)
电子跃迁至 $n=3$ 能级时产生,波长位于红外波段。公式为:
$$frac{1}{lambda} = R left(frac{1}{3} - frac{1}{n}right) quad (n=4,5,6,cdots)$$
物理意义与应用
光谱线系的规律性验证了原子结构的量子化模型(如玻尔理论),并为分析物质成分、天体物理研究(如恒星光谱分类)及量子力学发展提供了关键依据。不同元素的线系特征具有唯一性,故可用于痕量元素检测和宇宙学红移测量。
来源参考:
光谱线系是原子或分子光谱中按特定规律分布的谱线组合,其形成与量子能级跃迁密切相关。以下是详细解释:
光谱线系指原子或分子受激发后,电子在不同能级间跃迁时产生的系列谱线。这些谱线按波长(或频率)分组排列,每组称为一个线系,其分布遵循量子力学规律。例如氢原子有巴尔末线系、莱曼线系等,各线系的波长可用简单公式表示(如巴尔末线系公式:$$frac{1}{lambda} = R_H left( frac{1}{2} - frac{1}{n} right)$$,其中(n geq 3))。
光谱线系不仅存在于可见光区,还可能分布在红外或紫外区域,例如氢的莱曼线系位于紫外区。连续光谱与线状光谱的区别在于能量跃迁方式,后者对应离散能级变化。
如需更完整的线系公式或实验观测数据,可参考权威物理教材或光谱学文献(如知网文献)。
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