
【化】 spectral series
【化】 spectral line
【醫】 spectral line
attach; fasten; tie; corollary; series; system; department; feel anxious
relate to
【計】 Coset
【醫】 series; system; systema
【經】 ratio control
光譜線系(spectral series)指原子或分子在發射或吸收光譜中,一系列波長(或頻率)按特定規律排列的譜線組合。這些譜線由電子在不同能級間躍遷産生,其波長滿足特定的經驗公式(如裡德伯公式),通常對應電子躍遷至同一較低能級(或從同一較高能級躍遷)的過程。根據躍遷涉及的能級不同,光譜線系可分為多個類型,例如氫原子光譜中的萊曼系、巴耳末系、帕邢系等。
主要類型及特征(以氫原子為例):
萊曼系(Lyman series)
電子從較高能級躍遷至基态($n=1$)時産生,波長位于紫外波段。其波長公式為:
$$frac{1}{lambda} = R left(1 - frac{1}{n}right) quad (n=2,3,4,cdots)$$
其中 $R$ 為裡德伯常量。
巴耳末系(Balmer series)
電子躍遷至 $n=2$ 能級時産生,部分譜線位于可見光區(如 Hα、Hβ、Hγ 線)。公式為:
$$frac{1}{lambda} = R left(frac{1}{2} - frac{1}{n}right) quad (n=3,4,5,cdots)$$
帕邢系(Paschen series)
電子躍遷至 $n=3$ 能級時産生,波長位于紅外波段。公式為:
$$frac{1}{lambda} = R left(frac{1}{3} - frac{1}{n}right) quad (n=4,5,6,cdots)$$
物理意義與應用
光譜線系的規律性驗證了原子結構的量子化模型(如玻爾理論),并為分析物質成分、天體物理研究(如恒星光譜分類)及量子力學發展提供了關鍵依據。不同元素的線系特征具有唯一性,故可用于痕量元素檢測和宇宙學紅移測量。
來源參考:
光譜線系是原子或分子光譜中按特定規律分布的譜線組合,其形成與量子能級躍遷密切相關。以下是詳細解釋:
光譜線系指原子或分子受激發後,電子在不同能級間躍遷時産生的系列譜線。這些譜線按波長(或頻率)分組排列,每組稱為一個線系,其分布遵循量子力學規律。例如氫原子有巴爾末線系、萊曼線系等,各線系的波長可用簡單公式表示(如巴爾末線系公式:$$frac{1}{lambda} = R_H left( frac{1}{2} - frac{1}{n} right)$$,其中(n geq 3))。
光譜線系不僅存在于可見光區,還可能分布在紅外或紫外區域,例如氫的萊曼線系位于紫外區。連續光譜與線狀光譜的區别在于能量躍遷方式,後者對應離散能級變化。
如需更完整的線系公式或實驗觀測數據,可參考權威物理教材或光譜學文獻(如知網文獻)。
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