Inhoud
Wanneer elektronen van atomen naar een lagere energietoestand gaan, geeft het atoom energie vrij in de vorm van een foton. Afhankelijk van de energie die bij het emissieproces betrokken is, kan dit foton al dan niet in het zichtbare bereik van het elektromagnetische spectrum voorkomen. Wanneer een waterstofatoom elektron terugkeert naar de grondtoestand, bevindt het uitgestraalde licht zich in het ultraviolette bereik van het elektromagnetische spectrum. Daarom is het niet zichtbaar.
Structuur van het Atoom
Het elektron in een waterstofatoom draait rond de kern op een specifiek energieniveau. Volgens het Bohr-atoommodel worden deze energieniveaus gekwantificeerd; ze kunnen alleen gehele getallen hebben. Daarom springt het elektron tussen verschillende energieniveaus. Naarmate het elektron verder van de kern komt, heeft het meer energie. Wanneer het teruggaat naar een lagere energietoestand, geeft het deze energie vrij.
Verband tussen energie en golflengte
Een fotonenenergie is recht evenredig met zijn frequentie en omgekeerd evenredig met zijn golflengte. Daarom hebben fotonen die worden uitgezonden als gevolg van grotere energietransities de neiging kortere golflengten te hebben. De relatie tussen de overgang van een elektron en zijn golflengte wordt gemodelleerd in een vergelijking geformuleerd door Niels Bohr. De resultaten van de vergelijking van Bohrs komen overeen met waargenomen emissiegegevens.
Lyman-serie
De Lyman-serie is de naam voor overgangen van het elektron tussen een opgewonden toestand en de grondtoestand. Alle uitgezonden fotonen in de Lyman-serie bevinden zich in het ultraviolette bereik van het elektromagnetische spectrum. De laagste golflengte is 93.782 nanometer en de hoogste golflengte, van niveau twee tot één, is 121.566 nanometer.
Balmer-serie
De Balmer-serie is de waterstofemissiereeks waarbij zichtbaar licht betrokken is. De emissiewaarden voor de Balmer-serie variëren van 383.5384 nanometer tot 656.2852 nanometer. Deze variëren van respectievelijk violet tot rood. Bij de emissielijnen in de Balmer-serie gaat het elektron over van een hoger energieniveau naar het tweede energieniveau van waterstof.