La serie di Balmer e la teoria di Bohr
Una scarica elettrica ad alta tensione viene fatta passare in un ampolla contenente idrogeno a bassa pressione. Le molecole H2 si dissociano in atomi H che vengono eccitati dagli urti con gli elettroni generati dalla scarica. Gli atomi di H vengono eccitati ed emettono luce visibile e radiazioni ultraviolette. Con uno spettroscopio ottico (nella figura é a prisma) possiamo analizzare la luce visibile emessa dagli atomi. Le radiazioni ultraviolette richiedono ben altre attrezzature. Balmer studiò per primo la parte visibile dello spettro dell'atomo di idrogeno. Osservò e descrisse una serie di righe colorate che porta il suo nome: serie di Balmer.
La luce emessa dall'atomo viene fatta passare attraverso una stretta fenditura, poi in un prisma di vetro ed infine fotografata. La luce si divide nelle sue componenti dando origine ad uno spettro di righe...
... ecco la lastra
sviluppata. Le righe colorate costituiscono la
serie di Balmer
La teoria di Bohr fornisce una spiegazione del fenomeno: l'elettrone dell'idrogeno assorbe energia e passa in orbite più alte ,quando ricade in orbite più basse restituisce l'energia in forma luminosa. Le orbite sono fisse e stazionarie ossia nel suo moto intorno al nucleo l'elettrone non perde nè acquista energia. L'acquisto o la perdita di energia avviene solo quando l'elettrone passa da un'orbita a l'altra: irradia quando passa ad un'orbita più bassa assorbe quando passa ad un'orbita più alta. Le quantità di energia assorbite o irradiate sono multiple di un'unita di misura h/2p h é una costante detta di Planck che vale 6.63 × 10-34 JouleXsecondo
I numeri interi 1,2,3,4,5,6... sono i valori di n, detto numero quantico principale. La formula generica dell'energia dell'elettrone é E=n?h/2p