Balmerserien: sprang ned til n = 2 gir synlig lys

Hva viser visualet?

Hver overgang mellom to energinivåer sender ut ett foton med energien ΔE = E_n − E_2. Alle sprang som ender på n = 2, kalles Balmerserien, og de havner nettopp i det synlige området mellom 400 og 700 nm.

Fra n = 3 er ΔE = 1,89 eV og λ = 1240/1,89 = 656 nm — den kjente røde hydrogenlinja. Fra n = 4 blir det 2,55 eV og 486 nm, fra n = 5 2,86 eV og 434 nm, og fra n = 6 3,02 eV og 410 nm.

Linjene klumper seg mot den korte enden av spekteret, og det er en direkte konsekvens av 1/n². Avstanden fra 656 til 486 nm er 170 nm, mens avstanden fra 434 til 410 nm bare er 24 nm. Spekteret er et fingeravtrykk av energinivåene.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. A. n = 2 er landingsplassen. Balmerserien er alle sprang som ender på n = 2.
2. B. Høyere start, mer energi. Fra n = 6 blir fotonet 3,02 eV; fra n = 3 bare 1,89 eV.
3. C. 656 nm er den røde. Spranget n = 3 → 2 gir den kjente røde hydrogenlinja.

Nøkkelbegreper

• Balmerserien
• spektrallinje
• emisjonsspekter
• ΔE = E_n − E_2
• 656 nm
• hydrogen
• fotonemisjon

På prøve og muntlig-praktisk

Sensor vil at du knytter tallet til en observerbar linje: 1,89 eV er ikke bare et tall, det er den røde Balmer-linja på 656 nm. Ankerne er A, B og C fordi nivåene allerede har numre.

Kildegrunnlag

https://www.ifingo.no/fysikk2/kvantefysikk/eksamen (oppgave 2: n = 3 → n = 2 gir 1,89 eV og λ ≈ 656 nm, «den røde Balmer-linjen»); https://www.ifingo.no/fysikk2/kvantefysikk (E_n = −13,6 eV/n²). De tre andre linjene er regnet ut av den samme formelen